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Dispositif pour le réglage de la commande des mécanismes enrou- leurs à noyau par moteurs électriques à courant continu.
La présente invention se rapporte aux dispositifs de réglage et elle concerne plus spécialement les dispositifs pour la conduite ou le réglage des moteurs électriques servant à commander un dévidoir sur lequel est enroulée une matière se présentant sous la forme d'un brin de section quelconque.
Dans de nombreuses opérations de dévidage, dans les- quelles un brin continu de matière, tel que du fil, du tissu, du fil métallique ou d'acier , est tiré par un dévidoir enrou- leur et est enroulé sur ce dernier, 11 est très désirable de maintenir la vitesse du brin à une valeur sensiblement constante.
De plus, il est désirable que la vitesse du brin soit réglable suivant une gamme de vitesses étendue. Lorsque la vitesse du
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brin est réglée d'une façon convenable, la tension du brin tend, dans de nombreuses opérations de ce genre, à rester dans des li- mites acceptables, de sorte qu'il n'est souvent pas nécessaire de tenir compte de la tension du brin dans le réglage de la commande du brin.
Un dévidoir enrouleur est ordinairement à commande par le noyau. Le dévidoir est monté sur un axe central auquel est imprimé un mouvement de rotation par un moteur, le dévidoir ;or- mant un noyau sur lequel le brin de matière est enroulé. Au fur et à mesure que la matière est enroulée sur le dévidoir, le rayon effectif de ce dernier augmente. Par conséquent il faut faire changer la vitesse angulaire du dévidoir au fur et à mesure que le brin y est enroulé, afin de maintenir la vitesse linéaire du brin à une valeur sensiblement constante.
Cette circonstance a entraîné jusqutà présent de grandes difficultés au point de vue d'un réglage satisfaisant permettant de maintenir la vitesse du brin à une valeur constante pour une vitesse donnée choisis- sable dans une gamme de vitesses étendue.
La présente invention a pour but de fournir:
Un nouveau dispositif pour le réglage ou la conduite des moteurs électriques; un nouveau dispositif pour le réglage d'un moteur commandant un dévidoir enrouleur; un nouveau dispositif pour le réglage d'un moteur commandant un dévidoir sur lequel est enroulé un brin de matiè- re, le moteur étant réglé de manière à assurer une vitesse cons- tante du brin; un nouveau dispositif pour le réglage d'un moteur com- mandant un dévidoir sur lequel est enroulé un brin de matière, le moteur étant réglé de manière à assurer une vitesse sensible- ment constante du brin pour une vitesse choisissable dans une
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gamme de vitesses étendue.
Pendant une opération de dévidage le rayon du dévidoir, influençant la vitesse du brin qui est enroulé sur le dévidoir, augmente à partir d'un rayon minimum Ri jusqu'à, un rayon maximum R2, et la vitesse du brin peut âtre'exprimée par l'équation sui- vante:
V = 2 #n R pieds par minute (1) dans laquelle n représente la vitesse du moteur en tours par minute et R représente le rayon instantané du dévidoir en pieds.
Le couple développé par le moteur est
T = FR + To livre-pied (2) où représente la tension du brin en livres et To représente la partie du couple absorbée par le frottement dans le dévidoir, dans la transmission et par enroulement. La puissance développée par le moteur peut être exprimée par: P = 2 # n T où, en tenant compte de l'équation (2), par:
P == 2 'il n (FR + To)
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P = 2 ii n fR + 2 î-n To (3) la première partie de l'équation (3) représentant évidemment la puissance utile requise pour tirer le brin, et étant le produit de la vitesse V ou 2 # n R du brin et de la tension F du brin.
Le second terme, qui est le produit de la vitesse angulaire 'du moteur et du couple de frottement du système dé- vidoir mesuré à l'arbre du moteur, représente la puissance ab- sorbée par le système dévidoir.
Il ressort de l'équation (1) que, pour maintenir la vitesse V du brin à une valeur constante, la vitesse du moteur doit changer en raison inverse du diamètre du dévidoir. D'autre part, si l'on néglige le couple de frottement To, la puissance requise pendant l'opération de dévidage pour une vitesse donnée @ -
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v du brin, et en supposant que la tension F du brin est constan- te, est :
P = VF = 2 # n RF = constante (4)
Par conséquent, si l'on veut maintenir la vitesse du brin à une valeur constante pendant le dévidage à partir d'un dévidoir vide possédant un rayon Ri jusqutà ce que le dévidoir soit rempli et possède un rayon R2, la vitesse n du moteur, correspondant à un rayon intermédiaire R quelconque du dévidoir, doit être:
P n = nl Rl (5)
R ou ni est la vitesse du moteur pour un dévidoir vide.
La présente invention est basée sur la considération suivante : puisque la puissance de commande requise du moteur pendant le dévidage à une vitesse de brin donnée reste sensible- ment constante, le moyen le plus adéquat et le plus économique pour arriver au réglage voulu de la vitesse du moteur, réglage par lequel la vitesse du brin est maintenue constante, est de régler l'excitation du champ d'un moteur en dérivation à courant continu servant à commander le dévidoir. Il en est ainsi parce qu'avec le réglage du courant inducteur la puissance ob tenable de lacommande à différentes vitesses, sans la surcharger, reste sensiblement constante. Cependant, la vitesse du brin lui-même doit pouvoir être réglée suivant une gamme très étendue. Par exemple, il est souvent nécessaire dtavoir une gamme de vitesse aussi étendue que 10 : 1.
Un réglage de l'excitation du champ ne peut pas fournir une gamme aussi étendue et tenir en même temps compte des nombreux facteurs qui tendent à faire varier la vitesse du moteur dans un dispositif comme on les rencontre dans la pratique. si l'on présume une tension de brin approximativement constante, le couple requis pour un rayon donné quelconque du dé- vidoir est indépendant de la vitesse du brin, comme on le voit de A
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l'équation (2). De plus, la puissance requise est directement proportionnelle à la vitesse du brin si l'on néglige le couple de friction. Par conséquent, pour autant qu'il s'agit d'obteir une gamme étendue de vitesses du brin, il convient le mieux d'appliquer un réglage de la tension de l'induit d'un moteur en dérivation à courant continu.
Il en est ainsi, parce qu'avec un réglage de la tension de l'induit, la puissance obtenable de la commande à différentes vitesses, sans la surcharger, varie en raison directe de la vitesse.
D'autre part, si l'on veut exécuter le réglage de la commande du dévidoir par le réglage de la tension de l'induit du moteur la puissance nécessaire de la commande augmente en raison directe de l'augmentation du diantre du dévidoir et rend le coût du système trop élevé pour les applications pratiques. De plus, le réglage du champ conduit à une amplification totale considéra- blement meilleure, puisqu'un changement relativement petit du courant inducteur résulte en un changement très considérable de la vitesse du moteur.
Suivant la présente invention un moteur en dérivation à courant continu, servant à la commande d'un dévidoir enrouleur, est réglé par deux dispositifs de réglage électroniques agissant conjointement sur le moteur. Ainsi, il est prévu un réglage de l'excitation du champ servant à régler le courant inducteur du moteur et il est prévu un réglage de l'induit servant à régler la tension de l'induit du moteur.
Le réglage de l'excitation du champ est exécuté de ma- nière à répondre automatiquement aux changements du diamètre du dévidoir. Avec l'augmentation du diamètre on fait augmenter auto- matiquement le courant inducteur du moteur de manière à ralentir le moteur juste assez pour empêcher une augmentation de la vitesse
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du brin. Le réglage de l'excitation du champ du moteur ne répond généralement à aucun changement de la vitesse du brin,ce der- nier changement étant obtenu par le réglage de l'induit lui-même.
Le réglage de l'induit est conçu de manière à maintenir la vitesse du moteur à une valeur constante pour toute excitation donnée du champ, même si le couple est varié dans de larges limi- tes. Il est réglable de manière à permettre une sélection de dif- férentes vitesses du brin endéans une gamme étendue. Le réglage de l'induit n'est pas sensible aux changements du diamètre du dévidoir.
Le réglage combiné du moteur, comprenant un réglage de l'induit et un réglage de l'excitation du champ, exécuté de la manière décrite ci-dessus, conduit à l'obtention d'un système de grande valeur économique. Les avantages du réglage de l'excita- tion du champ aussi bien que ceux du réglage de l'induit sont réunis dans le système, alors que les désavantages de chacun de ces types de réglage sont éliminés dans une large mesure.
Les caractéristiques nouvelle (de l'invention ressorti')- ront plus spécialement des revendications données plus bas. Les détails de l'invention ainsi que des caractéristiques additionnel- les et des avantages qui s'y rapportent ressortent de la des- cription d'un exemple d'exécution particulier de l'invention, don- née ci-dessous avec référence au dessin annexé, dont la figure unique représente un schéma d'une forme d'exécution préférée de l'invention.
Le dispositif de réglage représenté sur le dessin stap- plique à un dispositif enrouleur dans lequel un brin de matière 3, enroulé auparavant sur un dévidoir dérouleur 5 est enroulé sur un dévidoir enrouleur7 après avoir passé sur les rouleaux de guidage 9 et 11. L'axe du dévidoir enrouleur 7 est relié par @
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une transmission de rotation mécanique à un moteur à courant con- tinu 13 possédant un induit 15, un enroulement inducteur série
17 et un enroulement inducteur principal 19 excité séparément.
Le réglage du moteur se fait par un réglage de l'excitation du champ et par un réglage de l'induit. Il est évident qu'on peut utiliser dans le système un moteur qui n'a pas d'enroulement inclucteux sé- rie, si on désire le faire ainsi pour une raison quelconque.
Le réglage de l'excitation du champ est, en réalité, un moyen de réglage automatique ou un servo-moyen utilisé pour faire varier la vitesse du moteur 13 de manière à maintenir la vitesse du brin 3 à une valeur constante pour un diamètre effec- tif variable du dévidoir enrouleur 7. Un générateur tachymétrique 21 est relié à l'un des rouleaux de guidage 11, pour être commandé par le brin 3, et sert d'indicateur de la vitesse du brin. Le générateur tachymétrique 21 sert à fournir une force seulement négligeable et il peut par conséquent être très petit et n'entrai- ner que des pertes correspondamment faibles.
Bien qu'on puisse utiliser d'autres types de générateurs tachymétriques indicateurs, il est préférable d'utiliser un générateur tachymétrique à courant continu et à aimant permanent, parce que sa tension de sortie est en fonction linéaire de sa vitesse, surtout lorsque le courant de sortie est négligeable. De plus, la tension de sortie est re- lativement élevée et est, pour toutes les destinations qui se rencontrent dans la pratique, indépendante des changements de température ou d'autres influences extérieures.
La tension de sortie du générateur taellymétrique 21, tension qui est directement proportionnelle à la vitesse de ce dernier, est utilisée pour le réglage de l'excitation du champ, où elle est équilibrée par ou mise en rapport avec une tension de référence fournie par une résistance 23 et un potentiomètre 25 réglable à la main. La différence entre l tension de référence
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et la tension de sortie du générateur tachymétrique 21 est ensuite envoyée dans une lampe amplificatrice 26, de préférence une lampe à vide poussé, et la tension amplifiée est utilisée pour régler l'énergie de sortie d'un redresseur monophasé à deux alternances comportant une paire de valves d'alimentation 27 et 29 du type à arc, de préférence des thyratrons.
L'énergie de sortie du re- dresseur est envoyée dans l'enroulement inducteur 19 du moteur 13. comme il sera expliqué plus loin, le réglage de l'excitation du champ agit de manière que, lorsque la vitesse du brin tend à aug- menter à cause de l'augmentation du diamètre du dévidoir enrou- leur, le courant inducteur du moteur croît de façon à ralentir le moteur et à maintenir la vitesse du brin à une valeur constante.
Le dispositif de réglage de l'induit comporte un redres- seur monophasé à deux alternances comportant une paire de valves d'alimentation 31 et 33 du type à arc, de préférence des thyra- trons dont l'énergie de sortie est envoyée dans l'induit 15 du moteur 13. Dans certains cas on peut naturellement utiliser un redresseur polyphasé si c'est nécessaire.
La tension de l'induit 15 est alors réglée en réglant les valves d'alimentation 31 et 33 du redresseur, Ce réglage se fait par un dispositif similaire a celui représenté dans la demande de brevet américaine ? 495.993 déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 24 juillet 1943, pour laquel- le un brevet a été accordé sous le N 2.422.567. Les valves 31 et 33 alimentant l'induit sont réglées par le fonctionnement d'une valve régulatrice principale 35, constituée de préférence par une lampe à vide poussé, qui sert à mettre la tension de l'induit en rapport avec une tension de référence obtenue au moyen d'un poten- tiomètre régulateur de vitesse, réglable à la main, 37, à compen- sation de la chute IR dans le circuit de l'induit, effectuée, par une valve de compensation 3%constituée de préférence par une lampe àvide poussé.
Le système comporte aussi un dispositif limiteur du
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courant de l'induit, coopérant avec la valve régulatrice princi- pale 35 et constitué par une valve limitatrice de courant 41, qui est de préférence également une lampe à vide poussé, afin de tenir compte des conditions de démarrage et de surcharge dans le système.
Le réglage de l'induit fournit une caractéristique cons- tante vitesse-couple, de sorte que pour une excitation donnée de l'enroulement inducteur 19 la vitesse du moteur 13 reste essentiel- lement constante pour toute variation du couple endéans la gamme adoptée des valeurs du couple. De plus, le réglage de l'induit permet de choisir la vitesse du moteur pour un courant inducteur donné, et partant aussi la vitesse au brin, par un réglage 4 la main du potentiomètre régulateur de vitesse 37. Chaque posi- tion de réglage du potentiomètre 3? correspond à une vitesse de brin différente mais strictement déterminée, réglée automatique- ment par le réglage de l'excitation du champ de manière à rester constante et indépendante des changements du diamètre du dévidoir.
Trois autres problèmes d'une importance particulièrement grande sont résolus suivant la présente invention. Ces problèmes se rapportent à la stabilisation, l'accélération et la sélection de la vitesse du brin.
Le problème de stabilisation est résolu pour tous les cas de la pratique par un circuit etabiliseur ou anti-pompage, associé à la lampe amplificatrice 26 dans le réglage de l'excita- tion du champ et comprenant un potentiomètre 43 et un condensateur 253, ainsi qu'un couplage de réaction du courant inducteur par le transformateur auxiliaire 204. Dans le cas de changements brusques du courant inducteur le circuit stabiliseur fonctionne par la lam- pe amplificatrice 26 de manière à s'opposer à ces changements.
Quant au problème de l'accélération, il est à remarquer qu'au moment du démarrage du système de commande du dévidoir, la
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tension de sortie du générateur tachymétrique 21 est nulle. De plus, au commencement de l'opération de dévidage le dévidoir est vide, et le moteur ainsi que le dévidoir enrouleur doivent évidemment subir une accélération jusqu'à une vitesse de travail maximum correspondant à la valeur de travail minimum du champ du moteux. Il s'ensuit qu'au démarrage du système, lorsque la vites- se du brin est à zéro ou très faible, le réglage de l'excitation de sJrtLe du champ qui répond à une faible tension/du générateur tachymétri- que 21,
à la tendance de diminuer le courant inducteur à un mini- mu@@. On voit que, pour une valeur relativement faible du courant de l'induit au démarrage, que l'on peut limiter pour la sécurité à une valeur de l'ordre de 200 du courant nomin@l de l'induit, le moteur développe un couple de démarrage très faible, de sorte qu'il peut n'avoir aucune accélération du tout.
Pour éviter un couple de démarrage très faible on ajoute un circuit accélérateur électronique spécial au dispositif de réglage de l'excitation du champ, ce circuit spécial comportant une lampe accélératrice 45, constituée de préférence par une lampe à vide poussé. Lorsque le moteur n'est pas en marche, le circuit accélérateur a pour fonction de maintenir le courant inducteur à sa pleine valeur. Lorsque le moteur est mis en marche le courant inducteur est encore maintenu à cette valeur pendant la partie initiale de la période d'accélération.
Ensuite le courant Inducteur est graduellement diminué en raison exponentielle du temps, mais en raison du couplage élec- trique spécial existant entre le réglage de l'excitation du champ et le réglage de l'induit, le circuit accélérateur empêche le cou- rant inducteur de diminuer au-dessous d'une certaine valeur mini- mum aussi longtemps que le courant de l'induit dépasse la valeur nominale d'une valeur supérieure a une valeur donnée, de préférence @
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de l'ordre de 50 %.
Aussitôt que le courant de l'induit tombe à sa valeur de travail normale, en indiquant par la que l'accélé- ration du moteur est achevée, l'influence exercée par le circuit accélérateur disparalt et le courant inducteur est réglé par la tension amplifiée par la lampe amplificatrice 26, en concordance avec la tension de sortie du générateur tachymétrique 21.
Quant au problème de sélection de la vitesse du brin, il est à remarquer que le motndre changement de la tension de sortie du générateur tachymétrique, changement qui indique un changement de la vitesse du brin, se traduit normalement par le fonctionnement du dispositif de réglage de l'excitation du champ, provoquant un changement de l'excitation du champ s'opposant au changement de la vitesse. Maie si le changement de la tension du générateur tachymétrique est causé par un changement de la vitesse du brin résultant d'un réglage du potentiomètre régulateur de vi- tesse 37 dans le dispositif de réglage de l'induit, on conçoit quil faut éviter qu'un changement correspondant dans l'excita- tion du champ s'oppose a un changement de la vitesse du brin.
En d'autres termes, si le changement de la tension du générateur tachymétrique résulte du changement du diamètre du dévidoir enrou- leur, le réglage de l'excitation du champ doit fonctionner de ma- mère à maintenir la vitesse du brin à une valeur constante, mais pour tout diamètre donné du dévidoir le courant inducteur doit rester essentiellement le même pour différentes vitesses du brin.
Cette condition est remplie en montant les deux poten- tiomètres 37 et 25 en tandem, de sorte que, lorsque le potentio- mètre régulateur de vitesse 37 est réglé de manière à choisir la vitesse du moteur par le réglage de la tension de l'induit, pour déterminer ainsi la vitesse du brin, le potentiomètre à tension de référence 25 change convenablement la tension de réfé- rence qui est mise en rapport avec la tension de sortie du ge- @
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nérateur tachymétrique.
Ainsi, lorsque le réglage dU- po-#htbmètre régulateur de vitesse 37 est changé de manière à demander une vi- tesse supérieure, la tension de sortie du générateur tachymétrique 21 augmente, mais le nouveau réglage simultané du potentiomètre à tension de référence 25 augmente la tension de référence, de sorte que la différence entre la tension de référence et la ten- sion de sortie du générateur tachymétrique reste la même. Par conséquent le courant inducteur n'est pas changé.
En examinant de plus près les circuits du système, 'on constatera que le dispositif régulateur est mie sous tension par une paire de conducteurs d'un réseau d'alimentation en tension alternative, 47 et 49. Il y est prévu un dispositif de mise en marche pour le démarrage du moteur 13, ce dispositif comportant un bouton-poussoir 51 normalement ouvert. Lorsqu'on ferme le bouton-poussoir de démarrage 51 il s'établit un circuit à partir de l'un des conducteurs d'alimentation 47, par un bouton-poussoir d'arrêt normalement fermé 53, le 'oouton-poussoir de démarrage 51 et la bobine 55 d'un relais 57. Le relais 57 réagit et son premier contact 59 est fermé en établissant un circuit de retenue autour du bouton-poussoir de démarrage 51.
Le second contact 61, du relaie 57 est fermé et établit un circuit de polarisation pour la lampe accélératrice 45. Le troisième contact 63 est formé et relie la bobine 65 d'un second relais 67 aux conducteurs 47 et 49 du réseau d'alimentation* Le quatrième contact 69 du relais 57 est ouvert et le cinquième contact 71 est fermé pour apporter des
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clmngelnents dans le circuit de comnanae de la valve limitatr-ice de courant 41.
Immédiatement après l'entrée en action du relais 57, le relais 67 fonctionne. Le premier et le second contacts 73 et 75 du relais 67 se ferment et établissent le circuit passant par l'in- duit 15, tandis que le troisième contact 77 dans le circuit de A
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polarisation de la lampe accélératrice 45 s'ouvre et le quatrième contact 79 dans le circuit de polarisation de la valve limitatrice du courant 41 se ferme.
L'enroulement primaire 83 d'un transformateur d'alimen- tation 81 est mis sous tension par les conducteurs du réseau,
4? et 49, et l'un des enroulements secondaires 85 de ce transfor- mateur est utilisé pour fournir de la tension à l'induit 15 par les valves d'alimentation 31 et 33. Les anodes 87 et 89 des valves d'alimentation 31 et 33 respectivement sont reliées aux extrémités opposées de l'enroulement secondaire 85, alors que les cathodes
91 et 93 sont reliées à un côté de l'induit 15 par l'intermédiaire du contact ?5 du relais .67. L'autre côté de l'induit 15 est relié par l'intermédiaire du premier contact ?3 du relais 67 et l'enrou- lement inducteur série 17 à une prise intermédiaire 95 sur l'en- roulement secondaire 85 de son transformateur 81.
Un transforma- teur auxiliaire 97 est prévu à des fins qui seront expliquées dans ce qui suit et il comporte deux enroulements primaires 99 et 101, dont l'un est re@@é à l'anode 8? de la valve d'alimentation 31 et à l'enroulement secondaire 85, tandis que l'autre enroule- ment primaire 101 du transformateur auxiliaire 97 est relié à l'anode 89 de la valve d'alimentation 33 et à l'enroulement secon- daire 85.
Les valves d'alimentation 31 et 33 sont commandées par un circuit qui stétend des cathodes 91 et 93 par une résistance 103, une partie du potentiomètre régulateur de vitesse 37. trois @@ résistances 105, 107 et 109, Jusqu'à une prise intermédiaire 111 sur l'enroulement secondaire 113 d'un transformateur auxiliaire de grille 115. Les extrémités opposées des enroulements secondaires 113 du transformateur de grille 115 sont reliées par des résis- tances de grille correspondantes il? et 119 aux grilles de commande 121 et 123 des valves d'alimentation 31 et 33.
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L'enroulement primaire 125 du transformateur de grille
115 est mis sous tension par un autre enroulement secondaire 127 du transformateur d'alimentation 81 à travers un circuit décaleur de phase 129. Le circuit décaleur de phase 129 est agencé de manière qu'une tension alternative est appliquée dans le circuit entre la grille de commande et la cathode de chacune des valves d'alimentation 31 et 35, tension qui est en retard d'environ 90 sur la tension anodique de la valve dtalimentation correspondante.
Outre la tension alternative fournie par le transforma- teur de grille 115, on applique une tension continue dans le cir- cuit de réglage des valves d'alimentation 31 et 33. La disposition est telle que la tension résultante est plus positive que la ten- sion critique de la valve d'alimentation correspondante, afin de rendre cette.valve conductrice à chaque demi-période positive de sa tension anodique pendant la marche du moteur. Si la composan- te de tension continue devient alors plus positive, le moment au cours d'une demi-période positive auquel chaque valve d'alimen- tation devient conductrice est avancé. D'autre part, si la com- posante de tension continue devient plus négative, le moment au cours d'une demi-période positive auquel chaque valve d'alimenta- tion devient conductrice est retardé.
Le moment au cours dtune demi-période positive auquel une valve d'alimentation devient donductrice est désigné dans ce qui suit par : point de décharge.
La composante de tension continue servant à commander les valves d'alimentation 31 et 33 est fournie par les résistances 103, 105, 107 et 109 et par le potentiomètre 37. La résistance 103 est reliée en série à la résistance 131 à travers ltinduit 15 du moteur 13. Ainsi, une tension continue s'établit à travers la résistance 103, cette tension étant proportionnelle à la ten- sion de l'induit. Cependant, une tension de polarité contraire et de même ordre de grandeur s'établit à travers la partie du po-
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tentiomètre 3? se trouvant en série avec elle. La différence entre les tensions dans la résistance 103 et dans la partie du poten- tiomètre 37 est alors assez petite et les changements de cette différence sont trop faibles pour jouer une part active dans la commande des valves d'alimentation 31 et 33.
La tension au potentiomètre 37 est obtenue d'une source de tension continue sensiblement constante, telle qu'une batterie 137, montée en série avec le potentiomètre 37 et la résistance 105. Il s'ensuit que la résistance 105 est sous une tension con- tinue sensiblement constante. La résistance 109 est également sous une tension continue sensiblement constante, parce qu'elle est en série avec une résistance 133 à travers une source de tension continue sensiblement constante, telle qu'une batterie 135.
La résistance 107 est montée en série avec l'anode 139 et la cathode 141 de la valve principale 35 à travers la. résistance 105. La tension développée à travers la résistance 107 varie ainsi avec le courant passant par la valve principale 35. Comme les tensions continues à travers les résistances 103, 105, 109 et le potentiomètre 3? sont essentiellement constantes, pour autant qu'il s'agit du circuit de commande des valves d'alimentation, la tension variable à travers les résistances 107 est à même de régler le point de décharge des valves d'ali- mentation 31 et 33. Cette tension variable dépend à son tour de la conductibilité de la valve principale 35.
Il est à noter que la tension à travers la résistance la? est de polarité négative parrapport aux grilles de commande 121 et 123 des valves d'alimentation 31 et 33. Par conséquent, lorsque la valve principale 35 est fortement conductrice, les points de décharge sont fortement retardés et les valves d'alimen-
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tation 31 et 33 peuvent être maintenues non conductrices. Par contre, si la conductibilité de la valve principale 35 décrolt, les points de décharge sont avancés et provoquent une augmenta- tion de la tension de l'induit.
Le circuit de commande de la valve principale 35 va, ou peut aller, de la cathode 141, pax une partie du potentiomè- tre régulateur de vitesse 37 à la prise réglable 143 de ce der- nier, et de là à travers les résistances 103, 145, 147, le po- tentiomètre 149, à la prise réglable 151 de ce dernier, qui est reliée à travers la résistance 153 à la grille de commande 155 de la valve.
Comme il a été indiqué plus haut une tension est étaolie â travers la résistance 103, cette tension étant proportionnelle à la tension de l'induit, Cette tension à travers la résistance 103 est de polarité opposée, par rapport à la grille de commande 155 de la valve principale 35, à celle qui agit à travers le po- tentiomtre 37, Alors, si on néglige momentanément les effets de la valve limitatrice de courant 41 et de la valve compensatrice 39 au point de vue des tensions qu'elles établissent dans les résistances 145, 147 et le potentiomètre 149, on voit que la tension à travers la résistance 103, proportionnelle à la ten- sion de l'induit, est mise en rapport avec la partie réglable du potentiomètre 37, qui représente une tension de référence, dans la commande de la valve principale 35.
Ainsi, lorsque la prise réglable 143 du potentiomètre régulateur de vitesse 37 occupe une position de réglage choisie, la conductibilité de la valve prin- cipale 35 varie en premier lieu avec la tension de l'induit et tend à maintenir la tension de l'induit à une valeur constante. on sait que, si la tension de l'induit reste constante, la vitesse du moteur diminue avec un accroissement du couple lorsque le courant inducteur reste constant. Cette diminution de n
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la vitesse est provoquée principalement par la chute IR dans le circuit de l'induit. C'est .pour corriger cette diminution indési- rable de la vitesse qu'est prévu le circuit compensateur de chute IR, qui utilise la valve compensatrice 39.
L'anode 157 de la valve compensatrice 39 est reliée à la borne positive d'une source de tension continue sensiblement constante, telle qu'une batterie 159, dont la borne négative est reliée à la cathode lui a travers le potentiomètre 149.
Le circuit de commande de la valve compensatrice 39 peut aller de la cathode 161, par les résistances 147 et 165, un autre potentiomètre 107, à la prise réglable 169 de ce dernier, reliée à travers la résistance de grille 171 à la grille de commande 173.
Le potentiomètre 167 est relié à une source de tension continue sensiblement constante, telle qu'une batterie 175, et fournit une tension de polarisation négative à la valve 39.
Une tension positive indicatrice de courant d'induit est développée à travers la résistance 165, cette tension étant fournie par l'enroulement secondaire 177 du transformateur auxi- liaire 97 à travers un redresseur à deux alternances 179. Comme il a été mentionné plus haut les enroulements primaires 99 et 101 du transformateur auxiliaire 97 sont montés dans le circuit d'a- limentation de l'induit 15, de sorte que la tension a travers la résistance 165 est proportionnelle au courant de l'induit.
La polarité de la tension a travers la résistance 165 est opposée à celle de la tension de polarisation à travers le potentiome- tre 167, de sorte qu'un accroissement du courant de l'induit, tel qu'il résulterait d'un accroissement du couple moteur, a pour effet que la valve compensatrice 39 conduit une plus forte quantité de courant. De ce fait la tension à travers le potentio- mètre 149 est variée en concordance avec les variations du courant de l'induit. Suivant ce qui a été décrit plus haut, une partie
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du potentiomètre 149 est reliée au circuit de commande de la valve principale 35.
Ainsi, avec l'accroissement du courant de l'induit, la grille de commande 155 de la valve principale 35 devient plus négative en diminuant le courant passant par la valve principale, de manière a avancer les points de décharge des valves d'alimen- tation 31 et 33 juste assez pour compenser l'accroissement de la chute IR du moteur. Inversement, avec un décroissement du courant d'induit les points de décharge des valves d'alimentation 31 et 33 sont retardés.
La résistance 147 et le condensateur 163 sont reliés en série à travers le potentiomètre 149 de manière à constituer un circuit etabiliseur dans le système de réglage de l'induit.rivant ce qui a été mentionné plus haut, la tension à travers le potentio- metre 149 varie en concordance avec les variations dû-courant de l'induite Or, le condensateur 103 bloque efficacement le courant continu depuis le potentiomètre 149 à travers la résistan- ce 147.
Mais si le courant de l'induit change à une allure rapide, de façon à provoquer un changement brusque de la tension à tra- vers le potentiomètre 149, un courant transitoire coule à travers la résistance 147 et y développe une tension transitoire. Comme la résistance 147 est également dans le circuit de commande de la valve principale 35, la tension transitoire agit à travers la val- ve principale de manière à changer les pointe de décharge des val- ves d'alimentation 31 et 33 de façon à s'opposer au changement brusque du courant de l'induit.
La caractéristique de limitation de courant, propre au système régulateur de l'induit, est obtenue par l'action de la valve limitatrice de courant 41. L'anode 181 de la valve limita- trice de courant 41 est reliée à la borne positive de la batterie 137. La cathode 183 de la valve limitatrice de courant 41 est re-
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liée à la borne négative de la batterie 137 à travers les résis- tances 145 et 103 et par une partie du potentiomètre 37. Ainsi, lorsque la valve limitatrice de courant 41 est conductrice, il s'établit une tension à travers la résistance 145 également reliée au circuit de commande de la valve principale 35. Par conséquent, un accroissement de la tension à travers la résistance 145 a pour effet de retarder le point dé décharge des valves d'alimentation 31 et 33.
Le circuit de commande de la valve limitatrice de cou-
41 rant/peut aller de sa cathode 183, à travers la résistance 165, unc partie du potentiomètre 185, à la prise réglable 187 de ce dernier, et de là à travers la résistance de grille 189 à la grille de com- mande 191. Une tension de polarisation négative par rapport à la grille de commande 191 s'établit à travers le potentiomètre 185 relié au circuit à travers la batterie 175, la résistance 193, le quatrième contact 79 sur le relais 67 et le cinquième contact 71 sur le relais 5?. La tension de polarisation fournie par le poten- tiomètre 185 est suffisante pour maintenir la valve limitatrice de courant 41 à un état non conducteur pour toutes les charges normales du moteur.
Cependant, lorsque le courant de charge du moteur excède une certaine valeur critique, la tension à travers la résistance 165 devient tellement élevée que la valve 41 commen- ce à conduire du courant. Comme la valve 41 conduit du courant, la tension à travers la résistance 145 s'amorce de manière à provoquer un retardement des pointe de décharge des valves d'alimentation 31 et 33 par suite de l'activité de la valve principale 35. Si le courant du moteur continue à augmenter, le retardement des points de décharge devient bientôt tellement important, et la tension de l'induit tellement basse, que le moteur s'arrête alors que le cou- rant de l'induit atteint sa valeur limite. Cette limite est de pré- férence de l'ordre de 200 % du courant nominal du moteur et peut
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être réglée à l'aide du potentiomètre 185.
La limite du courant de l'induit, que l'on peut appeler pour une excitation donnée du moteur, limite du couple, joue évidemment un rôle important pendant l'accélération et la surchar- ge du moteur. Au démarrage du moteur 15 les valves d'alimentation
31 et 33 sont non-conductrices parce que pour commencer, il n'y a pas de tension de polarisation négative à travers le petentiomè- tre 185, et la valve limitatrice de courant 41 est par conséquent très conductrice. Après la fermeture du bouton-poussoir de démar- rage 51, suivie du fonctionnement des relais 57 et 67, la ten- sion de polarisation à travers le potentiomètre 185 ne s'établit que graduellement, parce qu'elle doit suivre la tension à travers le condensateur 195 qui est en parallèle avec 185 et est chargé par la source 175, à travers la résistance 193.
Par conséquent, la conductibilité de la valve limitatrice de courant 41 est diminuée et de ce fait les points de décharge des valves d'alimentation 31 et 33 sont avancés, mais graduellement, à cause du condensateur 195, jusqu'a, ce que le courant d'induit se soit suffisamment amor- cé pour assumer le réglage de l'accélération. C'est ainsi qutau début du fonctionnement il ne peut pas se produire, dans les val- ves d'alimentation, des à-coups de courant indésirables.
Pour arrêter le moteur, on ouvre la bouton-poussoir dtar- rê@t 53, ce qui provoque la mise hors tension du relais 57. Comme le relais 57 est hors tension son cinquième contact 71 supprime immédiatement la tension sur le potentiomètre 185. Ceci a lieu même avant que l'ouverture du troisième contact 63 du relais 57 ne puisse provoquer par le relais b? l'ouverture du premier et du second contacts 73 et 75 du relais 67, de sorte que les points de décharge des valves d'alimentation 31 et 33 sont retardés suffisam- ment pour éviter un amorçage d'arcs aux contacts ?3 et 75.
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Comme il a été indiqué plus haut, le dispositif de réglage de l'excitation du champ du moteur comporte une paire de
EMI21.1
valvesx2tx2xd'alimentatlon de l'enroulement inducteur 2? et 29 qui débitent le courant a travers l'enroulement inducteur dérivation 19. Les anodes 201 et 203 des valves d'alimentation 27 et 29 sont reliées aux extrémités opposées d'un autre enrou- lement secondaire 205 du transformateur d'alimentation 81. Un au- tre transformateur auxiliaire 204 est prévu dans le système et possède deux enroulements primaires 206 et 208, dont l'un est relié d'une part, à l'anode 201 de la valve 27 et, d'autre part, à l'enroulement secondaire 205, tandis que l'autre est relié, d'une part, à l'anode 203 de la valve 29 et, d'autre part, a l'enroulement secondaire 205.
Lee cathodes 20? et 209 des valves 27 et 29 alimentant l'enroulement inducteur sont reliées l'une à l'autre, et, par l'enroulement inducteur dérivation 19, à une prise intermédiaire 211 sur l'enroulement secondaire 205.
Le circuit de commande des valves 2? et 29 alimentant l'enroulement inducteur va de leurs cathodes 207 et 209, à tra- vers les résistances 213 et 215 à la prise centrale 217 d'un au- tre enroulement secondaire 219 du transformateur de grille 115, dont les bornes d'extrémités sont reliées à travers les résistances de grille individuelles 221 et 223 aux grilles de commande 225 et 227 des valves 27 et 29, respectivement. Suivant ce qui a été ex- pliqué concernant le réglage de l'induit, une tension alternative est fournie par le transformateur de grille 115, qui est en re- tard d'environ 900 sur la tension de l'anode des valves d'alimen- tation 2? et 29. Outre cette tension alternative, une composante variable de tension continue est appliquée dans le circuit de commande des thyratrons.
Comme la tension continue augmente et diminue, les points de décharge des valves 27 et 29 alimentant
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l'enroulement inducteur sont avancés et retardés.
La résistance 215 est connectée par le circuit des de tension de référence résistances 229 et 23 et du potentiomètre;25 à une source de tens Ion continue sensiblement constante, telle que la batterie 231. Il S'établit ainsi à travers la résistance
215 une tension de polarisation négative sensiblement constante pour les valves 27 et 29 alimentant l'enroulement inducteur.
La résistance 213 est montée dans le circuit de la batterie 231, passant par l'anode 233 et la cathode 235 de la lampe amplificatrice 26, la résistance 23 et le potentiomètre 25. Par conséquent, lorsque la lampe amplificatrice 26 est conductrice, il s'établit une tension positive variable à tra- vers la résistance 213, dont la valeur dépend de la conductibi- lité de la lampe amplificatrice 26, et qui sert à régler les points de décharge des valves 27 et 29 alimentant l'enroulement inducteur.
Le circuit de commande de la lampe amplificatrice 26 va de la cathode 235, par la résistance 23, une partie du po- tentiomètre de tension de référence 25, à la prise réglable 237 de ce dernier, une résistance 239, une partie du potentiomètre 43, à la prise réglable 241 de ce dernier, et une résistance de grille 23, à la grille de commande 245 de la lampe amplificatrice.
.Grâce à leur connexion par les résistances 215 et 229 à la batte- rie 231, la résistance 23 et le potentiomètre 25 fournissent une tension de référence négative réglable sensiblement constante, destinée à être mise en rapport avec la tension de sortie du gé- nérateur tachymétrique 21. Bien que le courant de plaque de la lampe amplificatrice 26 coule par la résistance 23 et le poten- tiomètre 25, il est à remarquer que cette disposition simplifiée est admissible, parce que la résistance de 23 et du potentiomé-
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tre 25 est relativement faible, de sorte que la chute de tension à travers ces derniers, causée par le courant de plaque, est très petite.
De plus, le courant de plaque de la lampe amplificatrice ne change que faiblement pendant la fonctionnement du système de réglage de l'excitation du champ, à cause de l'amplification gé- nérale du système. Par conséquent le changement effectif de la tension de référence, causé par le changelaent du courant de plaque de la lampe amplificatrice est négligeable. Par exemple, dans un système type, avec une tension de référence totale de 25 volts, une résistance en 23 et du potentiomètre 25 égale à 1.000 ohms et un changement du courant de plaque, de régime, de la lampe amplificatrice 26 de 0,1 milliampere pour un accroissement total du diamètre du dévidoir de 2:1, le changement résultant de la tension de référence est de 0,1 volt.
Ainsi, l'erreur causée par le changement de la tension de référence se monte seulement 0,4 de 1 %.
La tension de sortie du générateur tachymétrique séta- blit à travers la résistance 239, qui est reliée en série au générateur tachymétrique 21 par une résistance 247. Ainsi la différence entre la tension de référence à travers la résistance 23 et une partie du potentiomètre 25, et la tension de sortie du générateur tachymétrique 21 à travers la résistance 239, re- gle efficacement la conductibilité de la lampe amplificatrice 26.
Lorsque la vitesse du brin 3 augmente, la tension à travers la résistance 239 augmente correspondamment, en produisant un accrois- sement de la conductibilité de la lamps amplificatrice 26, ce qui résulte en l'établissement d'une tension accrue à travers la ré- sistance 213 et en une avance correspondante des points de déchar- ge des valves 2? et 29 alimentant l'enroulement inducteur, provo- quant une réduction de la vitesse du brin.
Si la vitesse du brin est accrue par un déplacementdans le sens des aiguilles d'une
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montre de la prise réglable 143 du potentiomètre régulateur de vitesse 37 dans le système de réglage de l'induit, la tension de sortie du g-nérateur tachymétrique 21 à travers la résistance 239 augmente avec l'augmentation de la vitesse. Mais, le réglage du potentiomètre 37 a provoqué un réglage similaire simultané de la prise 237 du potentiomètre 25 dans le système de réglage de l'exci- tation du champ, de sorte que la tension de référence à travers la résistance 23 et le potentiomètre 25 est également accrue.
Il en résulte que la différence entre la tension de référence et la tension de sortie du générateur tachymétrique 21 reste sensible- ment constante, de sorte que le courant inducteur n'est pas changé.
Le potentiomètre 43, dont une partie est incluse dans le circuit de commande de la lampe amplificatrice 26, est relié à un enroulement secondaire 249 du second transformateur auxiliaire 204 par l'intermédiaire d'un redresseur à deux alternances 251 et d'un condensateur 253. Le condensateur 253 bloque efficacement la composante continue de la tension redressée. Mais, si le courant inducteur a tendance de changer brusquement, le changement brusque en résultant à travers l'enroulement secondaire 249 du second transformateur auxiliaire 204 engendre un courant transitoire pro- venant du chargement ou de la décharge, suivant le cas considéré, du condensateur 253.
Ainsi, à ces moments il stétablit une ten- sion transitoire à travers le potentiomètre 43, d'une polarité telle par rapport à la grille de commande 245 de la lampe ampli- ficatrice 26, qu'il en résulte un changement des points de déchar- ge des valves d'alimentation de l'enroulement inducteur, 27 et 29, qui s'oppose au changement du courant inducteur. Il est à remar- quer que cet effet se produit par suite de l'allure du changement du courant inducteur moyen, mais pas par suite du changement lui- même.
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L'anode 255 et la cathode 257 de la lampe accélératrice 45 sont montéesen circuit série avec la résistance 213 à travers la batterie 231. Ainsi, la tension à travers la résistance 213 qui règle les points de décharge des valves d'alimentation de l'enroulement inducteur 27 et 29, peut être déterminée par l'effet combiné de la lampe amplificatrice 26 et de la lampe accélératrice 45.
Le circuit de commande de la lampe accélératrice 45 va de la cathode 257 de cette lampe, par les résistances 259, 145, k65 et la résistance de grille 261, à la grille de commande 263.
Dans les conditions de travail normales 11,s'établit une tension de polarisation à travers la résistance 259, d'une valeur suffi- sante pour maintenir la lampe accélératrice 45 à l'état non-conduc teur dans ces conditions, la position des points de décharge .étant déterminée uniquement par le fonctionnement de la lampe amplifi- catrice 26. La tension de polarisation à travers la résistance 259 est obtenue d'une source de tension continue sensi@lement constante, telle qu'une batterie 265, reliée à travers la résis- tance 267 et le second contact 61 du relais 5? à la résistance 259. Un condensateur 269 est monté en parallèle avec la résistance 259 à travers le second contact 61 du relais 57.
Il est à remarquer qu'outre la résistance 259, le cir- cuit de commande de la lampe accélératrice 45 comporte les résis- tances 145 et 165 dans le système régulateur de l'induite Comme il a été Indiqué plus haut la tension à travers la résistance 165 est proportionnelle au qourant de l'induit tandis que la tension à travers la résistance 145 est aussi proportionnelle au courant de l'induit mais elle s'établit seulement lorsque le courant est au-dessus de la valeur de régime normale.
Avant le démarrage du système, le relais 57 est mis hors tension, de sorte qu'il n'y a pas de tension à travers la résistan- ce 239. par conséquent la lampe accélératrice 45 conduit le courant
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total, ce qui résulte en l'établissement de la tension totale à travers la résistance 213 et par conséquent du courant d'exci- tation total pour l'enroulement inducteur 19. En même temps, le condensateur 269 est maintenu à l'état déchargé, grâce à son court-cirouitage par le troisième contact, normalement fermé, 77, du relais 67.
Après la dépression du bouton-poussoir 51 les deux re- laie 57 et 67 sont mis sous tension de sorte que la tension néga- tive de polarisation s'établit à travers la résistance 259, mais en s'amorçant graduellement, parce que cette tension doit suivre celle qui s'établit à travers le condensateur 269 qui est chargé graduellement par la batterie 265 à travers la résistance 267.
Il en résulte une diminution graduelle du courant de plaque de la lampe accélératrice 45, de même que du courant d'excitation de l'enroulement inducteur 19.
Entretemps le moteur 13 et le générateur tachymétrique
21 subissent une accélération, de sorte qu'à un certain moment, lorsque la tension du générateur tachymétrique devient suffisam- ment forte, la lampe amplificatrice 26 commence à conduire du cou- rant et assume le réglage du courant inducteur dérivation comme décrit plus haut. Jetais si le moteur n'a pas le temps d'accélérer jusque sa vitesse de régime avant que le condensateur 269 ne soit complètement chargé, la présence de la tension positive à travers les résistances 145 et 165, provoquée par le fort courant de l'induit, empêche le courant de plaque de la lampe accéléra- trice 45 et, partant, le courant inducteur du moteur, de diminuer au-dessous d'une certaine valeur minimum.
Ainsi, un couple adéquat est maintenu. pendant l'accélération du moteur et du dispositif dévidoir. Aussitôt que l'accélération du dispositif dévidoir est achevée, le courant de l'induit tombe à une valeur de régime norma- 1\ le. et, lorsque le chargement du condensateur 269 est terminé, la
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lampe accélératrice 45 devient non-conductrice.
Lorsque la lampe accélératrice 45 est non-conductrice, la lampe amplificatrice 26 est prête à régler le courant inducteur dérivation, en dépendance de la vitesse du brin 3, alors que le dispositif régulateur de l'induit est prêtà régler la tension de l'induit, en tendant à Maintenir une vitesse constante pour un courant inducteur donné.
Il est à remarquer que pour la simplicité, toutes les lampée commandées par grille ont été représentées sous forme de triodes, bien que dans de nombreux cas on utilisera dans la, pra- tique de préférences des tétrodes ou des pentodes. De plus, on n'a pas représenté les circuits de chauffage, pour éviter les confusions sur le dessin. Dans les circuits utilisés dans la pratique lesbatteries seront normalement remplacées par des re- dresseurs auxiliaires et par des filtres.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.