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Dans diverses applications mécaniques, il est nécessaire de contrôler la vitesse de rotation d'un organe, de la limiter supérieurement ou inférieurement ou de réaliser une action déterminée lorsque cette vitesse atteint une valeur de référence préalablement fixéeo
Lorsqu'il s'agit, par exemple, de véhicules à moteurs électriques, il est nécessaire de limiter la vitesse de rotation de chaque moteur pour éviter que en cas d'adhérence déficiente, le moteur n'atteigne une vitesse de rotation suscep- tible de l'endommager;
il peut être nécessaire également de produire une action, par exemple un changement d'excitation des pôles principaux ou auxiliaires, lors- qu'une vitesse de référence prédéterminée est atteinteo
Pour de telles applications, un bon dispositif de commande en fonction de la vitesse doit posséder des qualités contradictoires. En effet, il faut que ce dispositif soit robuste, résiste aux trépidations et aux chocs sans..se dérégler, fonctionne sans retard important, éventuellement dans les deux sens de marché, qu'il soit économique et d'un entretien aussi réduit et aussi facile que possible.
Les nombreux dispositifs actuellement connus réalisent mal ces condi- tions. Les dispositifs mécaniques à force centrifuge conviennent difficilement aux organes soumis à des trépidations et à des chocs; ceux qui,utilisent des ta- chymètres à intégration fonctionnent avec un retard trop grand ; les dispositifs électriques comportant des contacts intermittents ou des contacts glissants sont sujets à usure et demandent un entretien relativement important ; ceux qui, dans le cas de véhicules à moteurs électriques, utilisent des générateurs électriques entraînés directement par les essieux fournissent, en raison de la vitesse rela- tivement faible de rotation des essieux, une puissance insuffisante pour agir di- rectement sur un relais ou dispositif de protection robuste ;
deplus, comme cette puissance augmente progressivement avec la vitesse, au voisinage de la vitesse de référence le dispositif de protection est très sensible aux chocs et vibrations, ce qui produit une dispersion de la vitesse réelle de fonctionnement.
Il ne serait pas économique d'entraîner les générateurs électriques à plus grande vitesse au moyen de transmissions par engrenages ou par courroies, ou de les caler sur l'axe des moteurs de traction où la place nécessaire ferait le plus souvent défauto D'autre part, l'amplification de la tension des généra- teurs poserait un problème pour la régulation de la tension de la source d'alimen- tation de l'amplificateur, notamment si on employait comme source la batterie d'accumulateurs du véhicule et si le relais devait fonctionner avec quelque pré- cision sous une tension ou un courant bien déterminé.
Dans tous les cas, les relais ou dispositifs de protection ou de com- mande fonctionnant avec une tension ou un courant déterminé, présentent toujours une dispersion qui oblige à garder une marge de sécurité et entraîne des écarts entre la vitesse de référence fixée et la vitesse réelle de fonctionnement, ainsi que des risques de fonctionnement intempestif du systèmeo
La présente invention a pour objet de nouvelles commandes électriques devant être mises en jeu pour des vitesses prédéterminées d'organes en rotation et évitant les inconvénients, rappelés ci-dessus, des dispositifs connus.
Ces nouvel- les commandes sont essentiellement caractérisées en ce que les organes en fonction de la vitesse desquels une commande doit être effectuée, entrainent des généra- teurs électriques dont les tensions, qui peuvent agir individuellement ou être reliées totalement ou partiellement en parallèle entre elles et/ou avec d'autres tensions d'origine quelconque en fonction desquelles une commande doit aussi être effectuée, sont appliquées, par l'intermédiaire de valves comportant un seuil de tension et éventuellement d'amplificateurs, sur des dispositifs fonctionnant par tout ou rien.
Si l'on emploie des amplificateurs, ceux-ci ne sont mis en service qu'au moment où les dispositifs fonctionnant par tout ou rien doivent être ali- mentés ; leur échauffement et leur importance sont ainsi notablement réduitso
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Avec des dispositifs fonctionnant par tout ou rien, la dispersion de fonctionnement est sang. inconvénient.
De plus, conformément à l'invention, si l'on doit protéger plusieurs moteurs, comme c'est le cas des véhicules moteurs électriques sur rail, on peut utiliser une grande partie du dispositif de commande en commun pour tous les mo- teurs
En se référant aux figures schématiques ci-jointes, on va décrire des exemples, donnés à titre non limitatif, de mise en oeuvre de l'invention. Les dis- positions de réalisation qui seront décrites à propos de ces exemples, devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dis- positions équivalentes pourront être aussi bien utilisées sans sortir du cadre de celle-cio
Dans l'exemple représenté sur la Fige 1, on supposera qu'il s'agit pour fixer les idées, d'un véhicule moteur à plusieurs essieux.
Chacun des es- sieux, non représentés, dont on veut par exemple limiter la vitesse, entraîne un alternateur, de préférence magnétoélectrique ou magnéto, tel que 1, dont la ten- sion est redressée par un pont de redresseurs tel que 2. Les ponts des redresseurs sont connectés en parallèle du côté redressé entre les connexions communes 3 & 4, et la tension redressée, lissée par exemple au moyen d'un condensateur 5 disposé en parallèle avec les ponts de redresseurs 2, est appliquée à un potentiomètre 60 La prise ajustable 7 du potentiomètre 6 est connectée à une diode régulatrice 8 qui peut être, de préférence, une diode au silicium à effet Zener, connectée par la borne 9 à un second potentiomètre 10 pourvu d'une prise ajustable 11.
Le sens direct de la'diode régulatrice 8 est celui qui va de la prise réglable 7 du rhéo- stat 6 à la borne 9 du potentiomètre 10, et les redresseurs 2 sont montés dans le sens qui rend la connexion commune 4 positive.
La prise ajustable 11 du potentiomètre 10 et la connexion commune 4 sont connectées aux bornes d'entrée 12 & 13 d'un amplificateur à courant continu 14 d'un type quelconque connu convenable, de préférence à transistrons à jonctions, dont les bornes de sortie-15 & 16 alimentent un appareil connu 17 tel qu'un relais de protection, de signalisation ou de commande, ou qu'une bobine de déclenchement fonctionnant par tout ou rien. La source d'énergie 18 de l'amplificateur 14 est une source quelconque convenable, par exemple une source à courant continu dont la tension peut varier sans inconvénient dans des limites importantes, par exemple la batterie d'accumulateurs du véhicule,utilisée en tout ou partie.
Facultative- ment, un contact 19 d'un type connu permet de couper la connexion entre la prise ajustable 7 du potentiomètre 6 et la borne 9 du potentiomètre 10.
En marche, les magnetos 1 fournissent une tension croissant propor- tionnellement à la vitesse des essieux. La magnéto qui donne la plus grande ten- sion, applique au potentiomètre 6, par l'intermédiaire de son pont de redresseurs 2 et du condensateur 5, une tension redressée et lissée Um sensiblement constante pour une vitesse donnée et de sens tel que la connexion commune 4 est positive par rapport à la connexion commune 3.
La différence de tension entre la connexion commune 4 et la prise ajustable 7 du potentiomètre est une fraction constante de la tension redressée Ume
Cette prise ajustable ? a une position telle que pour une vitesse VO prédéterminée, par exemple pour la vitesse limite des moteurs, à laquelle le dis- positif de commande 17 doit fonctionner, la différence de tension entre la prise ajustable 7 et la borne 9 du potentiomètre 10 soit égale à la tension inverse li- mite UO de la diode régulatrice 80 Tant que la vitesse V est inférieure à la vi- tesse VO correspondant à la tension inverse limite de la diode régulatrice 8, il ne passe aucun courant dans le potentiomètre- 10 et aucune tension n'est appliquée aux bornes d'entrée 12 & 13 de l'amplificateur 14, ni, par conséquent, au relais ou dispositif de commande ou de protection 17.
Pour des vitesses supérieures à VO, la tension appliquée aux bornes d'entrée de l'amplificateur est de la forme : U = A (V-VO), A étant une constante.
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La variation relative de tension ¯dU est égale à dV qui, au voisi-
U V-VO dV nage de VO, est beaucoup plus grande que la variation relative de vitesse dV.
V De cette façon, une tension est appliquée brusquement aux bornes d'entrée 12 & 13 de l'amplificateur 14 et, par suite, le relais ou dispositif de protection 17 est brusquement excité dès que la vitesse V dépasse de très peu la vitesse Vo
Comme la tension inverse limite de la diode régulatrice 8 est prati- quement constante, notamment quels que soient le courant qui la traverse et sa température dans les limites de la pratique, et que l'excitation de l'appareil de commande ou de protection 17 fonctionnant par tout ou rien apparaît brusquement, on a ainsi un dispositif fonctionnant à une vitesse bien définie VO, pratiquement sans dispersion, insensible à la température, aux variations de tension de la source 18 d'alimentation de 1 amplificateur 14, aux trépidations du véhicule,
ne comportant pas d'organes mobiles (en dehors des magnétos très robustes et du re- lais 17), d'un ajustage facile au moyen de prises âjustables sur les potentiomè- tres, ne vieillissant pas et ne nécessitant pas d'entretien, notamment si l'ampli- ficateur est du type magnétique ou du type à transistrons à jonctions et écono- mique, car, quel que soit le nombre d'essieux, on peut utiliser les mêmes organes :
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 et 19 pour assurer un fonction- nement relatif à tous les essieux:,,
On voit, d'autre part, que le potentiomètre 10, 1 amplificateur 14 et le relais ou organe de commande 17 ne sont traversés par un courant qu'à partir du moment où la vitesse VO est atteinteo Il est donc possible de dimensionner ces organes pour de très courtes durées de fonctionnement sans courant, si l'action du relais 17 a pour effet, entre autres, de couper l'alimentation de potentiomètre 10 par un moyen connu, tel ue le contact auxiliaire 19 à réarmement au repos.
Cette action est possible et préférée, notamment lorsque le fonctionnement du dis- positif tachymétrique n'est demandé que pour un seul sens de variation de la vi- tesse, par exemple pour une vitesse croissante s'il s'agit d'une vitesse limite d'emballement.
La réalisation qui vient d'être décrite à titre d'exemple se rapporte plus spécialement à des dispositifs limiteurs de vitesse destinés à limiter la vitesse des essieux d'un véhicule moteurs Si, au lieu de limiter la vitesse des essieux, on voulait produire, à une vitesse déterminée, une opération telle que par exemple, le changement d'excitation des pôles principaux ou auxiliaires des moteurs, etc...le même dispositif pourrait être utilisé sans autres modifica- tions éventuelles que celle de l'ajustage des potentiomètres et le remplacement du relais ou dispositif de protection 17 par un relais ou dispositif de commande ou de contrôle déclenchant l'opération voulue par un moyen approprié connu..
On peut aussi combiner plusieurs commandes fonctionnant pour des vi- tesses prédéterminées distinctes, par exemple pour une vitesse limite et pour une vitesse correspondant à un changement d'excitation,, C'est ainsi que sur la Figo 1, on a représenté, en les repérant par les mêmes numeros mais à indice prime, les organes d'une seconde commande analogue et fonctionnant de manière analogue à ceux de la commande déjà décrite.
La prise 7 correspond à la vitesse de référence la plus grande, par exemple la vitesse limite des moteurs, et la prise 7' correspond à une vitesse de référence plus petite, par exemple celle de modification de l'excitation des pôles auxiliaires; l'amplificateur 14' agit sur le relais ou organe de commande ou de contrôle 17' qui produit, par des moyens connus, l'opération que l'on désire réaliser à cette vitesse,Il va de soi que l'invention s'applique à un nombre quelconque de vitesse de référence,.
les tensions-images des vitesses effectives étant fournies par les mêmes magnétos, et un jeu d'appareils-tels que 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 & 19 de construction et de réglage identi- ques ou seulement analogues, étant prévu pour' chaque opération à commander, la
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source d'alimentation 18 des amplificateurs 14 étant de préférence communeo
Les réalisations qui viennent d'être décrites en supposant qu'il s'a- gissait de vitesses limites pu de référence pour des essieux de véhicules moteurs, s'appliquent aussi bien à des vitesses limites ou de référence d'arbres quelcon- que, tournant à des vitesses quelconques et pouvant'appartenir à des appareils de nature quelconque, tels que machines tournantes en général,
groupes principaux ou auxiliaires, turbines, moteurs thermiques, etc... Les magnétos peuvent être' de mê- me type ou de types différents et fournir, à la vitesse limite ou de référence des machines correspondantes, des tensions égales ou différentes. Dans ce dernier cas, suivant l'invention', on prévoit l'emploi de transformateurs ou/et de potentio- mètres pour ramener toutes les tensions redressées, lorsque les vitesses limites ou de référence sont atteintes, à la même valeur correspondant à la tension inver- se limite de la diode régulatrice commune.
On peut aussi, suivant l'invention, faire agir sur le même jeu d'appa- reils communs d'ajustage, d'amplification et de protection ou de commande,les ten- sions produites par des magnétos proportionnellement aux vitesses d'organes en ro- tation et d'autres tensions quelconques alternatives, ondulées ou continues qu'on désire limiter par le même 'dispositif de protection. Ses tensions quelconques peu- vent être transmises par des transformateurs de tension, des redresseurs et/ou des potentiomètres, comme on l'a représenté Fige 2, dans laquelle on a supposé que l'on voulait appliquer à des bornes 3 & 4, identiques aux bornes .3 & 4 de la Fig.
1, trois tensions en parallèle, étant entendu que l'on pourrait avoir un beaucoup plus grand nombre de tensionso
Une première tension est fournie par une magnéto 1 et un pont de re- dresseur 2, comme dans la Fige 1. Une seconde tension, supposée alternative, à laquelle on désire fixer un maximum, telle que la tension d'une magnéto, d'une machine tournante, une tension d'alimentation, etc... est connectée aux bornes 20 d'un transformateur de potentiel tel que 21, dont le secondaire 22 donne pour la tension limite du primaire, une tension égale à la tension de la magnéto 1 à la vitesse limite et qui est redressée par les redresseurs 23 de même sens que les redresseurs 2 et appliquée aux connexions communes 3 & 4 avec la même polarité.
Une troisième tension, supposée continue, à laquelle on désire fixer aussi un maximum, est appliquée à un potentiomètre tel que 24 entre sa prise extrême 25 et la borne commune 3 ; la prise intermédiaire 26 est connectée à la connexion commu- ne 4 à travers un redresseur 27 de même sens que les redresseurs 2 & 23e La prise 25 et la prise 26 du potentiomètre sont telles que la tension limite fournie par le potentiomètre 24 entre les connexions communes 3 & 4 soit égale à la tension redressée limite des autres sources.
Le redresseur 27 a pour but d'empêcher le retour des autres circuits par le potentiomètre 240
Dans les réalisations qui viennent d'être décrites, les relais ou dis- positifs de commande ou de protection fonctionnent lorsqu'uns tension engendrée par une magnéto ou par une autre source quelconque, dépasse une valeur de réfé- rence. La Fige 3 représente un exemple de réalisation où les relais ou dispositifs de commande ou de protection, non représentés, fonctionnent lorsqu'une tension tombe au-dessous d'un minimum.
Dans ce cas, une proportion déterminée de chaque tension redressée de la magnéto correspondant à un organe auquel on veut fixer un minimum de vitesse, ou de chaque tension alternative redressée, ou de chaque tension continue à la- quelle on veut fixer un minimum, est connectée en série avec une source auxiliaire de tension continue.
Cette source auxiliaire peut être d'un type quelconque connu, par exemple une pile, ou une magnéto associée à son redresseur et tournant à une vitesse constante ou variable, ou deux bornes d'un potentiomètre alimenté par une source continue variable à travers une diode régulatrice, et sa polarité est tel- le qu'elle tend'à rendre la connexion commune 4 positive par rapport à la connexion commune 3, et la proportion déterminée de la tension à laquelle on veut fixer un minimum est en opposition avec elle.
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Il n'est pas nécessaire que la tension de la source auxiliaire soit constante ; elle peut aussi être fonction de la vitesse ou de la tension à limiter inférieurement pourvu qu'entre le maximum et le minimum de cette vitesse ou-de cette tension, elle ne prenne pas de valeur,telle que la tension inverse limite de la diode régulatrice 8 soit atteinte ou dépassée
Comme sur la Figo 2, on a représenté trois dispositifs générateurs ou transmetteurs de tensions à contrôler, reliées en parallèle, mais il pourrait y en avoir un plus grand nombreo Une première tension est fournie par la magnéto 1', re- dressée par les redresseurs 2 et appliquée à un potentiomètre 28 dont la prise ajus- table 29 prélève une fraction;
cette prise ajustable 29 est connectée à une con- nexion commune 30 par l'intermédiaire d'un contact auxiliaire ou appareil équiva- lent tel que 31 fermé d'une façon quelconque connue lorsque la vitesse de l'arbre entraînant la magnéto 1 est plus grande que son minimum, par exemple lorsqu'-elle à la valeur normale.
La source auxiliaire de tension continue 32, de préférence commune aux trois tensions à contrôler avec lesquelles elle est en série, est connectée par son pôle positif à la connexion commune 4 et par son pôle négatif à la con- nexion commune 300
Un redresseur 33 laisse passer le courant allant de la connexion com- mune 3 vers la connexion commune 4.
Une deuxième tension, supposée alternative, est fournie par un trans- formateur 21, analogue à celui de la Fig. 2, dont le primaire 20 reçoit la tension alternative à limiter inférieurement, et le secondaire 22 alimente un pont de re- dresseurs 23 et un potentiomètre 34 dont la prise réglable 35 est reliée à la con- nexion 30 par un contact tel que 31, un redresseur 33 étant disposé comme il a été indiqué pour la première tension.
Le troisième dispositif transmetteur d'une tension à contrôler, ten- sion supposée continue, comporte aussi un contact tel que 31 et un redresseur 33, la tension continue arrivant sur un potentiomètre 36 entre les bornes 3 & 37, et une fraction de celle-ci étant appliquée par la prise 38 entre la borne 3-et la connexion 300
Les connexions, communes 3 & 4 sont reliées, comme dans la Fige 1, à des organes tels que : 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 qui ne sont pas représentés sur la Figo 3.
Les potentiomètres 28,34 & 36, les redresseurs 33,et les contacts 31 jouent le même rôle dans les trois dispositifs et sont identiques ou seulement analogues, pouvant différer entre eux par leur dimensionnement et/ou par leur ajustage. Chaque potentiomètre est déterminé et ajusté pour que la valeur minimum de la vitesse ou de la tension alternative ou continue à limiter inférieurement, donne avec la source auxiliaire 32, une tension différentielle correspondant à la tension inverse limite de la diode 8 ou 8' et pour que la valeur maximum de la, vitesse ou de la tension donne avec la source auxiliaire 32, une tension différen- tielle de préférence nulle ou positive, mais de toute façon inférieure en valeur absolue à la tension inverse maximum que peut supporter le redresseur 33 corres- pondant.
Le fonctionnement analogue pour les trois dispositifs est le suivant.
Lorsque la vitesse ou la tension alternative ou continue atteint une valeur supé- rieure à son minimum, par exemple sa valeur normale, le contact auxiliaire ou é- quivalent 31 correspondant se fermée A ce moment la tension différentielle entre la source de tension continue 32 et la tension prélevée sur les potentiomètres 28, 34 ou 36 par les prises ajustables 29,35 ou 38 est trop faible pour faire passer un courant inverse dans la diode 8 ou 8' de la Fige 1.
Si la vitesse ou la tension monophasée, ou la tension continue, décroît, la tension différentielle augmente jusqu à ce qu'elle atteigne la valeur correspondant à la tension limite inverse de la diode 8 ou 8 , ce qui provoque, comme dans le cas de limitation à
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maximum, le passage d'un courant dans le potentiomètre 10 ou 10' de la Fige 1 et le fonctionnement du relais ou dispositif de protection ou de commande 17 ou 17'.
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In various mechanical applications, it is necessary to control the speed of rotation of an organ, to limit it higher or lower or to carry out a determined action when this speed reaches a previously fixed reference value.
In the case, for example, of vehicles with electric motors, it is necessary to limit the speed of rotation of each motor to prevent the motor from reaching a susceptible speed of rotation in the event of poor grip. to damage it;
it may also be necessary to produce an action, for example a change of excitation of the main or auxiliary poles, when a predetermined reference speed is reached.
For such applications, a good speed controller must have contradictory qualities. Indeed, it is necessary that this device is robust, resists vibrations and shocks without disturbing itself, works without significant delay, possibly in both directions of the market, that it is economical and of a maintenance also reduced and also easy as possible.
The numerous devices currently known do not meet these conditions well. Mechanical centrifugal force devices are hardly suitable for organs subjected to trepidations and shocks; those who use integration tachometers operate with too great a delay; electrical devices with intermittent contacts or sliding contacts are subject to wear and require relatively high maintenance; those which, in the case of vehicles with electric motors, use electric generators driven directly by the axles provide, because of the relatively low speed of rotation of the axles, insufficient power to act directly on a relay or device rugged protection;
moreover, as this power increases progressively with the speed, in the vicinity of the reference speed the protection device is very sensitive to shocks and vibrations, which produces a dispersion of the real operating speed.
It would not be economical to drive electric generators at higher speed by means of gear or belt transmissions, or to wedge them on the axis of traction motors where the necessary space would most often be lacking. , the amplification of the voltage of the generators would pose a problem for the regulation of the voltage of the power source of the amplifier, in particular if one used as source the accumulator battery of the vehicle and if the relay had to work with some precision under a well-defined voltage or current.
In all cases, the relays or protection or control devices operating with a determined voltage or current always exhibit a dispersion which obliges a safety margin to be kept and leads to deviations between the fixed reference speed and the speed. actual operation, as well as risks of inadvertent operation of the system.
The present invention relates to new electrical controls to be brought into play for predetermined speeds of rotating members and avoiding the drawbacks, recalled above, of known devices.
These new commands are essentially characterized in that the components depending on the speed of which a command must be performed, drive electric generators whose voltages, which can act individually or be connected totally or partially in parallel with each other and / or with other voltages of any origin according to which a control must also be carried out, are applied, by means of valves comprising a voltage threshold and possibly amplifiers, to devices operating by all or nothing.
If amplifiers are used, they are only put into service when the all-or-nothing devices must be supplied; their heating and their importance are thus notably reduced.
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With all-or-nothing devices, the operating dispersion is blood. disadvantage.
In addition, according to the invention, if several motors have to be protected, as is the case with electric motor vehicles on rail, a large part of the control device can be used in common for all the motors.
With reference to the accompanying schematic figures, examples, given without limitation, of implementation of the invention will be described. The embodiments which will be described with regard to these examples should be considered as forming part of the invention, it being understood that all equivalent arrangements could be used as well without departing from the scope thereof.
In the example shown in Fig. 1, it will be assumed that, to fix ideas, it is a motor vehicle with several axles.
Each of the essences, not shown, the speed of which is for example to be limited, drives an alternator, preferably magnetoelectric or magneto, such as 1, the voltage of which is rectified by a rectifier bridge such as 2. The bridges rectifiers are connected in parallel on the rectified side between common connections 3 & 4, and the rectified voltage, smoothed for example by means of a capacitor 5 arranged in parallel with the rectifier bridges 2, is applied to a potentiometer 60 The socket adjustable 7 of potentiometer 6 is connected to a regulator diode 8 which may be, preferably, a silicon zener diode, connected through terminal 9 to a second potentiometer 10 provided with an adjustable tap 11.
The forward direction of the regulator diode 8 is that which goes from the adjustable tap 7 of the rheostat 6 to the terminal 9 of the potentiometer 10, and the rectifiers 2 are mounted in the direction which makes the common connection 4 positive.
The adjustable tap 11 of the potentiometer 10 and the common connection 4 are connected to the input terminals 12 & 13 of a direct current amplifier 14 of any suitable known type, preferably with junction transistrons, the output terminals of which -15 & 16 supply a known device 17 such as a protection, signaling or control relay, or an all-or-nothing tripping coil. The power source 18 of the amplifier 14 is any suitable source, for example a direct current source the voltage of which can vary without inconvenience within large limits, for example the accumulator battery of the vehicle, used in whole or in part.
Optionally, a contact 19 of a known type makes it possible to cut the connection between the adjustable tap 7 of the potentiometer 6 and the terminal 9 of the potentiometer 10.
In operation, the magnetos 1 supply an increasing voltage in proportion to the speed of the axles. The magneto which gives the greatest voltage, applies to the potentiometer 6, through its rectifier bridge 2 and the capacitor 5, a rectified and smoothed voltage Um which is substantially constant for a given speed and in the direction such as the connection common 4 is positive with respect to common connection 3.
The voltage difference between the common connection 4 and the adjustable tap 7 of the potentiometer is a constant fraction of the rectified voltage Ume
This adjustable grip? has a position such that for a predetermined speed VO, for example for the limit speed of the motors, at which the control device 17 must operate, the voltage difference between the adjustable tap 7 and terminal 9 of the potentiometer 10 is equal to the limit reverse voltage UO of the regulator diode 80 As long as the speed V is less than the speed VO corresponding to the limit reverse voltage of the regulator diode 8, no current flows through the potentiometer 10 and no voltage is not applied to input terminals 12 & 13 of amplifier 14, nor, consequently, to relay or control or protection device 17.
For speeds greater than VO, the voltage applied to the input terminals of the amplifier is of the form: U = A (V-VO), A being a constant.
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The relative voltage variation ¯dU is equal to dV which, in the neighborhood
U V-VO dV swimming of VO, is much greater than the relative variation in speed dV.
V In this way, a voltage is suddenly applied to the input terminals 12 & 13 of the amplifier 14 and, as a result, the relay or protection device 17 is suddenly energized as soon as the speed V very little exceeds the speed Vo
Since the limit reverse voltage of the regulating diode 8 is practically constant, in particular whatever the current flowing through it and its temperature within the limits of practice, and the excitation of the control or protection device 17 operating by all or nothing appears suddenly, we thus have a device operating at a well-defined speed VO, practically without dispersion, insensitive to temperature, to voltage variations of the power supply source 18 of 1 amplifier 14, to the vibrations of the vehicle ,
having no moving parts (apart from the very robust magnetos and the relay 17), easy to adjust by means of adjustable sockets on the potentiometers, does not age and does not require maintenance, in particular if the amplifier is of the magnetic type or of the type with transistrons with junctions and economic, because, whatever the number of axles, the same components can be used:
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 and 19 to ensure relative operation of all axles: ,,
It can be seen, on the other hand, that the potentiometer 10, 1 amplifier 14 and the relay or control member 17 are not crossed by a current until the moment when the speed VO is reached o It is therefore possible to size these members for very short durations of operation without current, if the action of relay 17 has the effect, among other things, of cutting off the power supply to potentiometer 10 by known means, such as auxiliary contact 19 with reset at rest.
This action is possible and preferred, in particular when the operation of the tachometer device is only required for one direction of variation of the speed, for example for an increasing speed if it is a limit speed. runaway.
The embodiment which has just been described by way of example relates more specifically to speed limiting devices intended to limit the speed of the axles of a driving vehicle If, instead of limiting the speed of the axles, it was desired to produce, at a determined speed, an operation such as, for example, changing the excitation of the main or auxiliary poles of motors, etc ... the same device could be used without any other modifications than that of the adjustment of the potentiometers and the replacement of the relay or protection device 17 by a relay or command or control device triggering the desired operation by an appropriate known means.
It is also possible to combine several commands operating for distinct predetermined speeds, for example for a limit speed and for a speed corresponding to a change of excitation, Thus, in Fig. 1, there is shown, in identifying by the same numbers but with prime index, the members of a second analogous control and operating in a manner analogous to those of the control already described.
The tap 7 corresponds to the highest reference speed, for example the limit speed of the motors, and the tap 7 ′ corresponds to a lower reference speed, for example that of modification of the excitation of the auxiliary poles; the amplifier 14 'acts on the relay or command or control member 17' which produces, by known means, the operation which is desired to be carried out at this speed. It goes without saying that the invention applies at any number of reference speeds ,.
the image voltages of the effective speeds being supplied by the same magnetos, and a set of devices such as 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 & 19 of identical or only similar construction and adjustment, being provided for each operation to be controlled, the
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power source 18 of the amplifiers 14 preferably being common
The embodiments which have just been described, assuming that these were reference speed limits pu for axles of motor vehicles, apply equally well to any limit or reference speeds of shafts, rotating at any speed and which may belong to devices of any kind, such as rotating machines in general,
main or auxiliary groups, turbines, heat engines, etc. The magnetos can be of the same type or of different types and provide, at the limit or reference speed of the corresponding machines, equal or different voltages. In the latter case, according to the invention ', provision is made for the use of transformers or / and potentiometers to bring all the rectified voltages, when the limit or reference speeds are reached, to the same value corresponding to the voltage. inverted limit of the common regulator diode.
According to the invention, it is also possible, according to the invention, to make act on the same set of common adjustment, amplification and protection or control devices, the voltages produced by the magnetos in proportion to the speeds of organs in operation. rotation and any other alternating, wavy or continuous voltages which it is desired to limit by the same protection device. Any of its voltages can be transmitted by voltage transformers, rectifiers and / or potentiometers, as shown in Fig. 2, in which it was assumed that one wanted to apply to terminals 3 & 4, identical at terminals .3 & 4 of Fig.
1, three voltages in parallel, it being understood that we could have a much larger number of voltages
A first voltage is supplied by a magneto 1 and a rectifier bridge 2, as in Fig 1. A second voltage, assumed to be alternating, to which one wishes to set a maximum, such as the voltage of a magneto, of a rotating machine, a supply voltage, etc ... is connected to terminals 20 of a potential transformer such as 21, whose secondary 22 gives for the limit voltage of the primary, a voltage equal to the voltage of the magneto 1 at the limit speed and which is rectified by the rectifiers 23 in the same direction as the rectifiers 2 and applied to the common connections 3 & 4 with the same polarity.
A third voltage, assumed to be continuous, to which it is also desired to set a maximum, is applied to a potentiometer such as 24 between its end tap 25 and the common terminal 3; the intermediate tap 26 is connected to the common connection 4 through a rectifier 27 in the same direction as the rectifiers 2 & 23e The tap 25 and the tap 26 of the potentiometer are such that the limit voltage supplied by the potentiometer 24 between the connections common 3 & 4 is equal to the rectified limit voltage of the other sources.
The purpose of the rectifier 27 is to prevent the return of the other circuits by the potentiometer 240
In the embodiments which have just been described, the relays or control or protection devices operate when a voltage generated by a magneto or by any other source exceeds a reference value. Fig. 3 represents an exemplary embodiment where the relays or control or protection devices, not shown, operate when a voltage falls below a minimum.
In this case, a determined proportion of each rectified voltage of the magneto corresponding to an organ to which one wishes to fix a minimum speed, or of each rectified alternating voltage, or of each direct voltage at which one wishes to set a minimum, is connected in series with an auxiliary DC voltage source.
This auxiliary source can be of any known type, for example a battery, or a magneto associated with its rectifier and rotating at a constant or variable speed, or two terminals of a potentiometer supplied by a variable continuous source through a diode. regulator, and its polarity is such that it tends to make the common connection 4 positive with respect to the common connection 3, and the determined proportion of the voltage at which one wants to fix a minimum is in opposition to it.
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The voltage of the auxiliary source need not be constant; it can also be a function of the speed or of the voltage to be limited below, provided that between the maximum and the minimum of this speed or of this voltage, it does not take a value, such as the limit reverse voltage of the regulating diode 8 is reached or exceeded
As in Fig. 2, three voltage generator or transmitter devices to be controlled have been shown, connected in parallel, but there could be a larger number o A first voltage is supplied by magneto 1 ', rectified by the rectifiers 2 and applied to a potentiometer 28, the adjustable tap 29 of which takes a fraction;
this adjustable plug 29 is connected to a common connection 30 through an auxiliary contact or equivalent apparatus such as 31 closed in any known manner when the speed of the shaft driving the magneto 1 is greater. greater than its minimum, for example when it at normal value.
The auxiliary direct voltage source 32, preferably common to the three voltages to be controlled with which it is in series, is connected by its positive pole to the common connection 4 and by its negative pole to the common connection 300
A rectifier 33 passes the current going from the common connection 3 to the common connection 4.
A second voltage, assumed to be alternating, is supplied by a transformer 21, similar to that of FIG. 2, the primary 20 of which receives the alternating voltage to be limited below, and the secondary 22 supplies a rectifier bridge 23 and a potentiometer 34 whose adjustable tap 35 is connected to the connection 30 by a contact such as 31, a rectifier 33 being arranged as indicated for the first voltage.
The third device for transmitting a voltage to be controlled, assumed to be direct voltage, also comprises a contact such as 31 and a rectifier 33, the direct voltage arriving at a potentiometer 36 between terminals 3 & 37, and a fraction of this. ci being applied by socket 38 between terminal 3-and connection 300
The connections, common 3 & 4 are connected, as in Fig 1, to organs such as: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 which are not shown in Figo 3.
The potentiometers 28, 34 & 36, the rectifiers 33, and the contacts 31 play the same role in the three devices and are identical or only similar, which may differ from one another by their sizing and / or by their adjustment. Each potentiometer is determined and adjusted so that the minimum value of the speed or of the alternating or continuous voltage to be limited below, gives with the auxiliary source 32, a differential voltage corresponding to the limit reverse voltage of the diode 8 or 8 'and for that the maximum value of the speed or of the voltage gives with the auxiliary source 32, a differential voltage preferably zero or positive, but in any case lower in absolute value than the maximum reverse voltage that the rectifier 33 can withstand - laying.
The analogous operation for the three devices is as follows.
When the speed or the alternating or direct voltage reaches a value greater than its minimum, for example its normal value, the corresponding auxiliary contact or equivalent 31 closes At this moment the differential voltage between the direct voltage source 32 and the voltage taken from potentiometers 28, 34 or 36 by adjustable taps 29, 35 or 38 is too low to pass a reverse current through diode 8 or 8 'of Fig. 1.
If the speed or the single-phase voltage, or the DC voltage, decreases, the differential voltage increases until it reaches the value corresponding to the reverse limit voltage of the diode 8 or 8, which causes, as in the case of limitation to
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maximum, the passage of a current through the potentiometer 10 or 10 'of Fig. 1 and the operation of the relay or protection or control device 17 or 17'.