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PERFECTIONNEMENTS .AUX HELAIS @ AUX SYSTEMES DE DEMARRAGE & DE CONTROLE DES
MOTEURS ELEOTRIQUES. - la présente invention a pour objet des perfectionnements aux systè- mes de contrôle et de démarrage des moteurs électriques*
Elle concerne notamment un dispositif ou relais électromagnétique perfectionné à action différée, pour diverses applications, et en particu- lier un dispositif électromagnétique pour contrôler le fonctionnement d'un interrupteur ou contacteur de contrôle de moteur, après le fonctionnement d'un autre interrupteur de ce genre.
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L'invention concerne aussi un système perfectionné dé contrôle de moteur, utilisant le relais ou dispositif envisagé, pour obtenir les séquences désirées dans le fonctionnement des interrupteurs ou contacteurs de contrôle, avec des intervalles de temps désirés entre les opérations des divers contac- teurs actionnés successivement,
Le contrôle différé des interrupteurs électromagnétiques, dans les systèmes et équipements proposés' jusqu'ici, n'a pas pu être réalisé avec des appareils parfaitement simples,' sûrs et efficaces, donnant invariablement l'intervalle de temps désiré pour le fonctionnement, Les systèmes de contrôle de moteur, fonctionnant sur le principe de l'élément à action différée, dans les modèles proposés précédemment, comportaient des complications rendant in- certain le fonctionnement du système.
Suivant l'invention, le dispositif ou relais électromagnétique à action différée, est de construction très simple, et) lorsqu'il est appliqué à un système de démarrage et de contrôle de moteur, par exemple, ce relais per- met d'obtenir un système simple, sûr et efficace, pour produire le démarrage et le contrôle désirés pour le moteur.
L'interrupteur ou relais électromagnétique comporte une structure magnétique recevant un enroulement, et une armature magnétique mobile portant un contact d'interrupteur, cette armature étant rappelée vers la position de non-attraction, et le contact d'interrupteur pbrté par l'armature, étant rap- pelé vers 'une position déterminée, par exemple la position de fermeture. L'ar- mature du dispositif ou relais électromagnétique est rappelée, vers la posi- tion da non-attraction, par des moyens convenables, par exemple un ressort dont la tension peut être réglée de façon que, lorsque l'armature est dans la position d'attraction, elle est maintenue magnétiquement dans cette position, contre l'action du ressort tendant à amener l'armature vers la position de non-attraction.
L'enroulement de l'électro est connecté de manière à être shunté lorsqu'un relais ou interrupteur actionné précédemment, se ferme. Du fait que l'enroulement possède un effet inducteur considérable, le court-circuitage de l'enroulement permet au courant induit de maintenir un flex magnétique dans la structure magnétique de 1' électro-aimant, et maintient ainsi l'armature dans
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la position d'attraction pendant un intervalle de temps appréciable.
L'enroulement comporte un.nombre de tours suffisant pour que, lorsque l'armature est dans la position d'attraction, le flux magnétique du relais soit très supérieur à celui qui est nécessaire pour la maintenir dans cette position, et il en résulte que l'intervalle de temps introduit n'est pas affecté de façon appréciable, par des variables, telles que des variations du potentiel du circuit d'alimentation, ou bien des variations de chauffage de l'enroulement, le réglage, ou la mise au point, de l'élément à action différée, est obtenu en réglant l'entrefer entre l'armature etle noyau de 1'électro, et cela est effectué ,de préférence en montant une plaquette en matière non magné- tique sur l'armature, de façon que, lorsque l'armatureest actionnée magnétique ment vers la position d'attraction,
la plaquette assure qu'il y ait un entrefer détermina et invariable, entre l'armature et la face polaire. la durée ou l'in- tervalle de temps peut être réglé de manière très précise, à la valeur désirée, en emplosant une plaquette ayant l'épaisseur voulue pour l'intervalle de temps particulier désiré, ,
L'intervalle de temps est réglé aussi en variant la tension du ressort qui rappelle l'armature vers la position de non-attraction, car l'in- tervalle de temps est obtenu par l'attraction du flux induit de l'électro sur- passant la force du ressort tendant à amener l'armature vers la position de non-attraction.
Le réglage obtenue en variant la tension ou la compression du ressort est tout-à-fait précis, et est obtenue simplement, de façon que, d'une manière courante, après qu'une épaisseur convenable a été déterminée pour la plaquette, le réglage principal est obtenu en variant la force du ressort.
Les perfectionnements objet de la présente invention sont pasti- culièrement applicables aux équipements électriques avec démarrage rapide des moteurs, notamment aux équipements pour moteurs de laminoirs, la description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages de l'in- vention, La. Fig.1 est un schéma des connexions d'un système de contrôle conforme à l'invention.
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Les Fig.2 et 3 montrent, suivant des élévations perpendiculaires entre elles, un relais électromagnétique conforme à l'invention. la Fig.4 est le schéma des connexions d'un autre équipement de démar- raga et de contrôle conforme à l'invention, particulièrement applicable aux motaurs de laminoirs. '
Le relais représenté Fig.2 et 3 comprend une structure électromagné- tique constituée par une équerre maléfique 10 et un noyau magnétique 11 sur lequel est enroulée la bobine 12. L'équerre 10 et le noyau 11 sont fixés de manière convenable quelconque, sur un support en matière isolante, par exemple au moyen d'un boulon 13. L'armature magnétique mobile 14 du relais est montée à pivot, par rapport à l'équerre 10, et est rappelée vers la position de non- attraction, au moyen d'un ressort 15.
Ce ressort est monté sur un boulon 16 porté par un support 17 fixé sur l'équerre 10.
Un écrou 18 est prévu pour régler la tension du ressort 15 et varier ainsi la durée ou l'intervalle de temps de fonctionnement du relais. Une pla- quette 19, en matière non magnétique, est fixée sur la face intérieure de l'armature 14, de façon à créer un engagement de butée avec l'extrémité de la face polaire du noyau 11 lorsque l'armature est dans la position d'attraction, en introduisant ainsi un entrefer déterminé et invariable entre l'armature et i le pôle, quand l'armature est dans la position d'attraction.
L'armature porte un contact 20, à son extrémité inférieure, et ce con- tact est agencé pour s'engager avec un contact 21 fixe et réglable. Le contact 21 est porté par une barre plate et repliée 22, en matière conductrice, fixée sur le support isolant, au moyen d'un boulon 23. La disposition de cet appareil est telle qu'un enroulement unique, bobiné sur l'élément électromagnétique, con- trôle tout son fonctionnement, et cet enroulement possède un nombre de tours suffisant pour que, lorsque l'armature est dans la position d'attraction, le flux magnétique de l'électro soit considérablement supérieur à celui qui est né- cessaire pour maintenir l'armature' dans la position d'attraction.
Lorsque l'enroulement 12 est court-circuité, l'effet inducteur de l'électro sert à maintenir l'armature dans la position d'attraction pendant une durée appréciable, et du fait que le flux de maintien est considérablement su- périeur à celui qui est nécessairepour maintenir l'armature dans la position
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d'attraction, cette durée n'est pas affectée, de manière appréciable, par les variables qui affectent les dispositifs analogues déjà connus à savoir :les variations du potentiel du circuit d'alimentation et les variations du chauf- fage de l'enroulement,
Sur la Fig.l:
le moteur électrique confortant un induit 24 et un inducteur série 25, est relié au circuit d'alimentation 26 à courant continu, au moyen de deux contacteurs directionnels 27 et 28, pour la marche avant du moteur, et de deux autres contacteurs directionnels 29 et 30, pour la marche arrière. Un contacteur 31 est prévu pour couper le circuit du moteur, en cas de manque de courant, et les connexions sont telles que le contrôleur-maître 32 doit être ramené dans la position de coupure, ou position neutre,pour re- fermer ou ré-enclencher ce contacteur.
Le courant pris par le moteur est limité au moyen d'une résistan- ce placée dans le circuit dtinduit du moteur. cette résistance comprend une résistance d'insertion 33 contrôlée par un contacteur d'insertion 34, et des résistances d'accélération 35 et 36 contrôlées par les contacteurs d'accéléra- tion 37 et 38, respectivement. le contacteur d'insertion 34 est à son tour contrôlé par un relais d'insertion 39, ou de "plugging". ce relais est destiné principalement à retarder l'excitation du contacteur d'insertion 34, après une inversion rapide du moteur, par l'action bien connue d'insertion, et le relais est muni d'un enroulement 40, pour déterminer l'ordre ou la séquence de fermeture du contacteur d'insertion 34, par rapport aux autres parties du système;
le relais est muni aussi d'un second enroulement 41 qui est relié aux résistances 33 et 36, de façon à fournir un contrôle de limite de courant pour ce relais,
Le oontacteur d'accélération 37 est contrôlé au moyen d'un re- lais différé 42, dont la construction est représentée en détail sur les Fig.
2 et 3, et a été décrite ci-dessus. D'une manière résumée, ce relais est pré- vu pour donner un intervalle de temps de fonctionnement, après la fermeture du contacteur d'insertion 34, dépendant entièrement, de manière pratique, de l'effet Inducteur du relais, lorsque l'enroulement du relais est hhunté sous l'effet du shuntage de la résistance d'insertion 33* Le fonctionnement du système précédemment décrit est le suivant :
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L'interrupteur 43, dans les circuits principaux du moteur, et l'interrupteur 44, dans les circuits de contrôle, sont d'abord fermés, La fer- meture de l'interrupteur 44 a pour effet d'exciter le contacteur de ligne 31, dont le circuit se ferme par :
conducteur positif, enroulement du contacteur 31. segment 45 du contrôleur-maître 32, segment 46 de ce contrôleur, et oon- ducteur négatif. Lors de sa fermeture, le contacteur de ligne 31 ferme aussi l'interrupteur ou contact auxiliaire 47, en établissant ainsi un circuit de maintien pour le contacteur de ligne, et en permettant au contrôleur-maître d'être amené hors de la position de coupure, sans affecter l'excitation du contacteur de ligne.
En outre, lorsque l'interrupteur 44 est fermé, l'enroulement du relais 42 est excité par le circuit d'alimentation, avec la résistance 48 en série avec l'enroulement du relais, et l'enroulement 40, du relais 39, est excité aussi par le circuit d'alimentation, avec la résistance 49 en série a- vec l'enroulement du relais. ces deux relais sont en conséquence excités, en vue d'ouvrir leurs contacts respectifs, avant un fonctionnement ultérieur, pour produire le contrôle désiré du moteur.
Si le contrôleur-maître 32 est alors amené Ters la position de mar- che avant à pleine vitesse, c'est-à-dire sur la position finale de gauche, les contacteurs directionnels 27 et 28'sont d'abord fermés, en reliant ainsi le moteur à la source d'alimentation, pour la marche avants.du moteur, les bobines des contacteurs 27 et 28 étant excitées par les segments 46 et 50 du contra- leur-maître, La contacteur directionnel 27 ferme ses contacts auxiliaires 51, et cela a pour effet de shunter l'enroulement 40 du relais 39, de façon à pla- cer ce relais sous le contrôle de 1' enroulement 41, qui est alors excité sous l'effet de la chute de tension appliquée aux résistances 33 à 36.
la fermeture du contacteur directionnel 28 a pour effet de fermer simultanément le contact d'interrupteur auxiliaire 52, en complétant ainsi partiellement un circuit pour l'enroulement du contacteur d'insertion 34, pas- sant par ;conducteur d'alimentation positif, Enroulement du contacteur 34, segments 53 et,54 du contrôleur-maitre 32 et contacts du relais 39 ;
toutefois, ces contacts étant temporairement, au moins, maintenus ouverts, la fermeture
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des contacts auxiliaires 52 n'entraîne pas l'excitation du contacteur d'in- sertion 34,, Cependant, dès que le courant du moteur est tombé à la valeur déterminée à l'avance, l'enroulement 41, du relais 39, n'est pas susceptible de maintenir les contacts de relais dans leur position ouverte, contre l'ef- fort du ressort 55, et ce relais se ferme, en excitant le contacteur d'inser- tion 34, vers la fermeture,
En se fermant, le contacteur d'insertion 34 ferme aussi ses con- tacts auxiliaires 56, en shuntant ou court-circuitant ainsi l'enroulement du relais 42. Comme il a été déjà dit, ce relais est établi sur le modèle repré- senté en détail sur les Fig.2 et 3.
Bien que l'enroulement du relais ait été court-circuité, le relais ne libère son armature qu'après une durée apprécia- ble, en raison de l'effet inducteur seulement de l'enroulement du relais,
Lorsque l'effet de maintien magnétique du flux du courant induit, est surpassé par le ressort de rappel du relais, le relais ferme très rapide- ment ses contacts, en excitant ainsi l'enroulement du contacteur auxiliaire @@ par un circuit passant par :
conducteur d'alimentation positif, contacts du relais 42, enroulement du contacteur 37, segment 57 du contrôleur-maître 32, segment 54 du contrôleur-maître, contacts du relais 39, interrupteur auxiliai- re 52, segments 50 et 46 du contrôleur-maître, et conducteur d'alimentation négatif*
Le contacteur 37, en se fermant, ferme aussi ses contacts auxi- liaires 58, en excitant ainsi le contacteur 38, pour la fermeture.
La résis- tance 36 possède généralement une valeur relativement faible par rapport aux résistances 35 et 33, de manière que l'intervalle de temps de fonctionnement pour la fermeture du contacteur 38, après celle du contacteur 37, est suffi- sant pour certaines applications, Lorsqu'on désire renverser très rapidement le sens de marche du moteur et utiliser l'effet d'insertion ou de "plugging" du système de contrô- le, le contrôleur-maître est amené de la position finale de marche avant, sur la position inverse finale, ou sur une position intermédiaire.
On suppose que le contrôleur est amené sur la dernière position de marche arrière, car il est facile de déduire,, de he cas, les conditions de fonctionnement, lorsque le contrôleur est amené sur une position intermédiaire,
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Lorsque la contrôleur-maître est écarté de sa quatrième position de marche avant, les contacteurs d'accélération 37 et 38 sont aussitôt désexcités et ouverts, et lorsque le contrôleur-maître quitte sa seconde position de mar- che avant, le contacteur d'insertion 34 est désexcité et ouvert.
L'introduction d'une résistance dans le circuit d'induit du moteur a pour effet de faire exciter momentanément de nouveau l'enroulement 41 du re- dais 39, sous l'effet de la chute de potentiel à travers les résistances 33 à 36 inclusivement, et l'ouverture de l'interrupteur auxiliaire 56 a pour effet: de retirer le shunt appliqué à l'enroulement du relais 42, de sorte que les relais 42 et 39 s'ouvrent tous les deux. Un autre effet d'ouverture est appli- qué au relais 39 par l'excitation de l'enroulement 40, sous l'effet de l'ou- verture des contacts auxiliaires 51 du contacteur directionnel 27, quand le contrôleur-maître est amené, de sapremière position de marche avant, sur sa position neutre.
Bien que le fonctionnement précédent ait été exposé avec un ordre ou une séquence déterminée, il s'agit seulement d'un exemple explicatif, et ce n'est pas la séquence exacte dans tous les cas: en effet, si la contrôleur- maître est amené très rapidement de la position de pleine marche avant, sur la. position de pleine marche arrière, l'ouverture des contacteurs de résistance et des contacteurs directionnels, et l'ouverture des relais 42 et 39, sont à pou près simultanées.
Lorsque le contrôleur-maitre atteintsa première position arrière, les contacteurs directionnels 29 et 30 se ferment, et l'enroulement 40 du re- lais 39 est shunté par les contacts auxiliaires 59 du contacteur 29. Le re- lais 39 ne ferme pas ses contacts ,jusqu'à ce que le courant, dans le circuit d'induit du moteur, ait diminué jusqu'à une valeur déterminée à l'avance, et à ce moment, l'excitation de l'enroulement 41 est suffisamment réduite, de sorte que le relais peut se fermer*
La fermeture du contacteur d'insertion 34, par suite de la fermeture du relais 39, effectue le shuntage de l'enroulement du relais 42, conme pré- cédemment,
et ce relais introduit le même intervalle de temps entre le fonc- tionnement du contacteur d'insertion 34 et celui du contacteur d'accélération 37 que celui afférent au fonctionnement en marche avant Le contacteur d'accé-
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lération 38 se ferme rapidement, après la fermeture du contacteur 37, de la' manière exposée ci-dessus,
La relais objet de l'invention est très simple et efficace, et sa durée de fonctionnement dépend, du temps invariable nécessaire pour l'effet de maintien du flux de relais, lorsque l'enroulement du relais est shunté, ou court-circuité.
Le déplacement du contact de relais, vers sa position de fer- mature, est entièrement contrôlé par, le flux engendré par l'enroulement du relais* Le relais est d'une construction très simple, efficace et sûre, et peut être fabriqué sur une grande échelle, avec un prix de revient très in- férieur à celui des autres relais analogues.
Les dispositifs de réglage du relais sont simples, efficaces et sûrs, et procurent ainsi des moyens grâce auxquels l'intervalle de temps peut être réglé de façon très précise alla valeur exacte désirée, et ainsi qu'il a été indiqué plus haut, cet intervalle de temps déterminé est invariable pour toutes les applications pratiques, En outre, les systèmes de contrôle munis du relais envisagé, destiné à obtenir l'intervalle de temps désiréentre la fermeture du contacteur d'insertion 34 et celle du contacteur d'accélération 37, sont très simples, et présentent ainsi une grande sécurité de fonctionne- ment,
L'équipement électrique représenté Fig,4 est particulièrement ap- plicable aux moteurs de laminoirs, Pour les équipements de moteurs à démarrage rapide,
notanment les moteurs de laminoirs, il est essentiel que le système d'entraînement ne retarde, en aucune manière, le fonctionnement des appareils, Lorsque l'opérateur amène la manivelle du contrôleur-maître de l'équipement électrique, sur une position de marche, le moteur doit démarrer aussitôt, ou bien, s'il ne peut pas démarrer, après avoir exercé le couple de démarrage maximum compatible avec sa puissance, il doit être aussitôt déconnecté de la ligne.
Le moteur doit fournir sa puissance maximum, mais il ne peut le faire que lorsqu'il est muni d'un système de contrôle de type convenable,
Le système de contrôle doit aussi permettre au moteur d'effectuer son travail avec un effort simplement normal, ou éventuellement d'être accéléré avec la puissance maximum qu'il peut fournir, Le système de contrôle doit aus- si éviter les surcharges excessives ou dangereuses, et lorsque le moteur four-
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nit sa puissance maximum, le système de contrôle doit empêcher l'application d'une charge supplémentaire pouvant entraîner des dommages.
Sur la Fig.4, le moteur, qui comporte un Induit 110 et un induc- teur 111, est connecté à la source d'alimentation à couraant continu 112, pour les deux sens de marche, par l'intermédiaire de contaoteurs d'inversion ou de direction 113 et114, pour la marche avant, et 115 et 116 ,pour la marche arrière. la résistance de protection insérée dans le circuit dtinauit du moteur, comporte plusieurs sections la section 117 contrôle l'effet d'in- sertion, ou de "pluggingn, et les sections 118 et 119 contrôlent l'accéléra- tion. Le section 117 est contrôlée au moyen d'un contacteur d'insertion 120, et les sections 118 et 119 sont contrôlées respectivement par des contacteurs 121 et 122.
Le contacteur de ligne 123 est prévu pour déconnecter complète- ment lé moteur de la source d'alimentation, lorsqu'un disjoncteur ou inter- rupteur est ouvert,
Des interrupteurs ou relais électromagnétique 125 et 126 servent à contrôler le contaoteur d'insertion 120, et des relais analogues, 127 et 128 sont prévus pour contrôler respectivement les oontacteurs d'accélération 121 et 122. Ces contacteurssont contrôlés par un contrôleur-maître 124;, ain- si qu'il sera expliqué-en détail par la suite. L'enroulement du relais 127 est monté en parallèle par rapport à la section 117, et l'enroulement du re- lais 128 est relié en parallèle par rapport à la section 118 et à la première section d'accélération 119.
Cela permet d'obtenir une action de chronométrage convenable des relais, ainsi qu'il sera expliqué plus loin.
L'enroulement du relais 125 est relié aux bornes de l'induit 110 et de la section d'insertion 117, pour un sens de marche du moteur, et l'en- roulement du relais 126 est relié, de manière analogue,, pour l'autre sens* de marche du moteur. Il convient d'observer que ces relais d'insertion 125 et 126 sont des dispositifs normalement ouverts; en d'autres termes. les contacts d'interrupteurs contrôlés par ces relais, sont rappelés vers leurs positions d'ouverture. Inversement, les relais 127 et 128 sont des dispositifs norma- lement fermés, car leurs contacts de contrôle occupent normalement la position de fermeture, avec l'enroulement du relais se trouvant alors désexcité.
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Ces relais 125 à 128 sont établis de préférence d'une manière identi- que, avec toutefois l'exception que les contacts des relais 125 et 126 sont normalement ouverts, tandis que ceux des relais 127 et 128 sont normalement. fermés. Ces relais sont de préférence du type précédemment décrit*
Le fonctionnement de ce système de contrôle est le suivant :
En supposant que les interrupteurs 144 et 145 soient fermés, et que les divers éléments du système occupent les positions respectives représentées, la fermeture de l'interrupteur 145, dans les circuits de contrôle, avec la section principale dans la position de coupure ou neutre, comme représenté, fait exciter la bobine du relais 123, par : :
Ligue + ,segments 146 et 147 du contrô- leurs-maître 124, bobine du contacteur 123 et ligne - .
La fermeture du contacteur 123 ne produit aucun effet à cet instant, car le contrôleur-maître occupe la position neutre ou de coupure. la fermeture du contacteur 123 effectue la fermeture de 1' interrupteur auxiliaire 148 associé avec ce contacteur, et cela établit un circuit de maintien du conducteur d'a- limentation, vers le segment 147 du contrôleur, de sorte que le contrôleur peut être écarté de la position de, coupure, ouvrant ainsi le circuit vers le segment 146, mais le contacteur 123 est néanmoins maintenu fermé.
Si le contrôleur-maître est alors amené, de la position de coupure vers la gauche, à sa première position opérative, les contacteurs directionnels de marche avant 113 et 114 sont excités en vue de la fermeture, par le circuit: ligne + , contact auxiliaire 148, segment 147 du contrôleur, segment 149, bo- bines des contacteurs 113 et 114 et ligne-. L'enroulement du relais 125 est excité par le contact auxiliaire 150 associé au contacteur 113, de sorte que cet enroulement est alors insère entre l'induit 110 et la section d'insertion 117.
Du fait que le moteur est démarré à partir du repos, dans l'induit du moteur se développe alors une force contre-@lectromotrice, et l'enroulement du relais 125 se trouve excité par la chute de tension à travers la section d'in- sertion 117, Cette chute de tension est.,d'une valeur suffisante pour que le re- lais 125 soit excité et ferme ses contacts,
Cela ne produit pas d'effet à cet instant, jusqu'à ce que le contra- leur-maître 124-ait été amené vers la gauche, sur sa seconde position épérative
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mais lorsque le contrôleur est amené vers cette position, le contacteur d'in- sertion 120 est excite pour se fermer immédiatement, le circuit de la bobine rie ce contacteur passant par ligne + , contact auxiliaire 148,
segment 147 d@ contrôleur-mitre, segment 149, contacts du relais 125, segments 151 et
152 du contrôleur, bobine du contacteur 120, et ligne - ,
Dès que le moteur est relié au circuit d'alimentation, les en- roulements des relais 127 et 128 sont immédiatement excités, pour ouvrir ]cure contacts respectifs. Cela est du à ce que l'enroulement du relais 127 est excité en parallèle avec la section d'insertion 117, et que l'enroule- ment du relais 18 est excité eh parallèle avec la section d'accélération 118.
Ces relais étant excités, les contacts contrôlas par eux sont maintenus magné- tiquement dans leurs positions respectives d'ouverture, de sorte que les con- tacteurs 121 et 122 ne sont pas excités avant l'instant au l'intervalle conve- nable au cours du démarrage du moteur. lorsque le contacteur 120 ferme ses contacts principaux, ainsi qu'il a été dit, il court-circuite aussi l'enroule- ment du relais 127.
Comne indiqué plus haut, le court-cirouitage de l'enroulement de ce relais n'entraîne pas la libération Immédiate de l'armature du relais 128, car il faut un certain temps pour que le flux passant dans la structure magné- tique du relais, diminue par suite de l'action inductive de l'enroulement, et il s'écoule ainsi un intervalle de temps appréciable avant que le ressort de rappel de l'armature du relais ne surpasse l'attraction magnétique sur l'arma- ture, et entraîne la fermeture des contacts du relais,
Quand les contacts' du relais se ferment, le contacteur 121 est excité en vue de la fermeture,, pourvu que le contrôleur-maître 124 ait été amené vers la gauche, sur sa troisième position opérative, et le circuit de l'enroulement de ce contacteur passe par :
ligne + contact auxiliaire 148, segments 147 et 149 du contrôleur-maître, contacts du relais 125, segments 151 et 153, enroulements du contacteur 121, contacts du relais 127, et ligne - . le contacteur 121 est ainsi excité, il se ferme et court-circuite la section d'accélération 118 quelque temps après le court-circuitage de la section 117.
la fermeture du contacteur 121 entraîne aussi le court-circuitage de l'enroulement du relais 128, de sorte que, après quelque temps, le ressort
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associé avec l'armature de ce relais surpasse l'attraction maléfique de l'ar- mature du relais, et les contacts du relais peuvent prendre leur position nor- male de fermeture L'enroulement du contacteur 122 est ainsi excité à travers une portion du circuit précédemment tracé, par l'Enroulement, du contacteur 121, sauf que l'enroulement du contacte= 122 est relié au conducteur négatif de la ligne, à travers les contacts du relais 128.
Le contacteur 122 est ainsi excité il se ferme et court-circuite la section d'accélération Iles
Le moteur est ainsi accéléré depuis le repos jusqu'à la pleine vitesse, et les contacts du relais 125 sont maintenus dans la position fermée, du fait que la bobine de ce relais est excitée par la force contre-éleotromo- trice du moteur,
En supposant maintenant que l'on désire inverser rapidement la marche du moteur et utiliser la caractéristique "d'insertion" ou de "plugging" du système de contrôle, le contrôleur-maître est amené, de la position de mar- che avant, vers la droite, jusquà une position de marche arrière du moteur, Le choix d'une position particulière pour le contrôleur,
ne présente pas une grande importance pour ce qui concerne le renversement rapide du moteur, mais si le contrôleur est amené vers la droite, sur sa première position opérative, la progression automatique de la fermeture des contacts de résistance n'est pasmise en train.
Si le contrôleur est amené sur sa deuxième position opérative, la progression automatique est arrêtée quand le contacteur le.0 est excité en vue de la fermeture, mais si le contrôleur est amené sur la position de marche ar- rière complète, les contaoteurs de résistance sont tous excités pour être fer- més dans l'ordre de succession précédemment indiqué, de sorte que le moteur est connecté pour la marche arrière à pleine vitesse.
On peut facilement déduire, des indications précédentes, ce qui se passe lorsque le contrôleur-maître est amené sur une position intermédiaire.
Dans le cas où le contrôleur est amené sur sa position de pleine marche arrière les contacteurs 121 et 122 sont d'abord ouverts, du fait que le contrôleur- maître quitte sa troisième position de marche avant, et que le circuit des en- roulements de ces contacteurs est.coupé au segment 153 du contrôleur.
Lorsque le contrôleur-maître quitte la deuxième position avant, le
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contacteur 120 est ouvert au segment 152 du contrôleur-maître, de sorte que la résistance est entièrement insérée de nouveau dans le circuit d'induit du moteur, avant que les contactera d'inversion 115 et 116 soient excités pour la fermeture, dans la première position inverse du contrôleur. les relais 127 et 128 ne sont pas affectés à cet instant, par ce fonctionnement du contrô- leur-maître; en d'autres termes, ces relais sont maintenus dans leurs posi- tions de fermeture, jusqu'à ce que le contrôleur-maître ait été amené sur la première position de marche arrière.
Lorsque le contrôleur-maître est amené sur la première position de marche arrière,ou sur une position arrière suivante, l'enroulement du relais 126 est relié en parallèleavec l'induit du moteur et la section 117, par la fermeture du contact auxiliaire 154 associé au contacteur directionnel 116. Toutefois, du fait que la tension engendrée par l'induit du moteur se trouve 'alors en opposition avec la chute de tension à travers la section 117, l'enroulement du relais 126 n'est pas suffisamment excité pour fermer le re- lais, jusqu'à ce que la vitesse du moteur diminue et que le moteur ait été amené à peu près au repos, de sorte que la chute de tension, à travers la sec- tion 117, ait une valeur suffisante pour entraîner la fermeture de ce relais.
Le relais 126 est réglé de façon qu'il ne soit pas excité pour la fermeture, avant que le moteur soit à peu prés arrêté, et à cet instant, les effets avantageux de la section d'insertion ne sont pas nécessaires, et il est bon de shunter la section d'insertion et d'accélérer le moteur pour la marche arrière.
La! section d'insertion possède généralement une résistance sensible- ment supérieure à celle des sections 118 et 119, du fait que cette résistance est employée pour limiter le courant du circuit d'induit, pendant une condi- tion critique du moteur, au cours de l'action d'insertion ou de "plugging". lorsque le relais 126 se ferme, pourvu que le contrôleur-maître occupe sa deuxième position arrière, le contacteur d'insertion 120 est excité par le circuit :
ligne +, contact auxiliaire 148 associé au contaoteur 123, segments 147 et 155 du contrôleur-maître, contacts du relais 126, segmente 156 du contrôleur-maître, segment 157, bobine du contacteur 120, et ligne - Les relais 127 et 128 sont excités pour l'ouverture, quand les contacteurs 115 et 116 sont fermés, après l'ouverture des contacteurs directionnels 113 et 114, pour la marche avant, de sorte que les contacta de oe relais sont
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formés successivement, de la manière exposée précédemment au sujet de la mar- che avant.
Le système de contrôle ainsi décrit est très simple et efficace, et l'accélération du moteur est fonction d'une action d'intervalle de temps, avec un intervalle de temps notable prévu entre les shuntages successifs des sections de résistance d'accélération, en raison uniquement de l'effet induc- tif ou de l'inertie magnétique du flux dans la structure magnétique des re- lais 127 et 128.
Du fait que la diminution du flux de chacun de ces relais, jusqu'à une valeur telle que l'effet de maintien soit surpassé par le ressort du rappel du relais, prend un tempsappréciable, le chronométrage est obtenu d'une manière très simple et efficace,
Si l'intervalle de temps de fonctionnement d'un relais particulier n'atteint pas la valeur désirée, l'intervalle de temps peut être réglé au moyen d'une plaquette d'épaisseur différente de celle qui a ét@ envisagée.
L'intervalle de temps peut être aussi varié, en réglant l'écrou 18 de chaque relais (Fig.2 et 3), en variant ainsi la tension du ressort, contre laquelle la force d'attraction de l'électro doit agir pour maintenir les contacts du relais fermés pendant un certain intervalle de temps,
Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir ,du cadre de l'invention.
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.AUX HELAIS @ START-UP & CONTROL SYSTEMS
ELECTRIC MOTORS. - The present invention relates to improvements in the control and starting systems of electric motors *
It relates in particular to an improved electromagnetic relay or device with delayed action, for various applications, and in particular to an electromagnetic device for controlling the operation of a motor control switch or contactor, after the operation of another switch of this switch. kind.
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The invention also relates to an improved motor control system, using the proposed relay or device, to achieve the desired sequences in the operation of the control switches or contactors, with desired time intervals between the operations of the various actuated contactors. successively,
Deferred control of electromagnetic switches, in the systems and equipment proposed so far, could not be achieved with perfectly simple, safe and efficient devices, invariably giving the desired time interval for operation. control unit, operating on the principle of the delayed action element, in the models proposed previously, had complications making the operation of the system uncertain.
According to the invention, the electromagnetic relay or device with delayed action, is of very simple construction, and) when it is applied to an engine starting and control system, for example, this relay makes it possible to obtain a simple, safe and efficient system to produce the desired starting and control of the engine.
The electromagnetic switch or relay comprises a magnetic structure receiving a winding, and a movable magnetic armature carrying a switch contact, this armature being returned to the non-attraction position, and the switch contact pbrté by the armature, being recalled to a determined position, for example the closed position. The armature of the electromagnetic device or relay is returned to the non-attraction position by suitable means, for example a spring, the tension of which can be adjusted so that, when the armature is in the position. attraction, it is maintained magnetically in this position, against the action of the spring tending to bring the armature to the non-attraction position.
The electro winding is connected so as to be shunted when a relay or switch actuated previously, closes. Because the winding has a considerable inducing effect, shorting the winding allows the induced current to maintain a magnetic flex in the magnetic structure of the electromagnet, and thus keeps the armature in.
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the position of attraction for an appreciable time interval.
The winding has a sufficient number of turns so that, when the armature is in the attracting position, the magnetic flux of the relay is much greater than that which is necessary to maintain it in this position, and it follows that the time interval introduced is not appreciably affected by variables, such as variations in the potential of the power supply circuit, or variations in the heating of the winding, the adjustment, or the tuning , of the delayed-action member, is obtained by adjusting the air gap between the armature and the core of the electro, and this is done, preferably by mounting a plate of non-magnetic material on the armature, so that when the armature is actuated magnetically towards the position of attraction,
the plate ensures that there is a determined and invariable air gap between the armature and the pole face. the duration or time interval can be set very precisely, to the desired value, by employing a wafer having the desired thickness for the particular time interval desired,,
The time interval is also regulated by varying the tension of the spring which returns the armature to the non-attraction position, because the time interval is obtained by the attraction of the induced flux of the electro sur- passing the force of the spring tending to bring the armature to the non-attraction position.
The adjustment obtained by varying the tension or the compression of the spring is quite precise, and is obtained simply, so that, in a common manner, after a suitable thickness has been determined for the pad, the adjustment main is obtained by varying the spring force.
The improvements that are the subject of the present invention are particularly applicable to electrical equipment with rapid engine starting, in particular to equipment for rolling mill engines, the description which will follow, with regard to the appended drawing, given by way of example, will do well. to understand the nature and advantages of the invention, Fig. 1 is a circuit diagram of a control system according to the invention.
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FIGS. 2 and 3 show, in elevations perpendicular to each other, an electromagnetic relay according to the invention. FIG. 4 is the circuit diagram of another starting and control equipment according to the invention, particularly applicable to rolling mill motors. '
The relay shown in Figs. 2 and 3 comprises an electromagnetic structure consisting of an evil bracket 10 and a magnetic core 11 on which the coil 12 is wound. The bracket 10 and the core 11 are fixed in any suitable manner on a support made of insulating material, for example by means of a bolt 13. The movable magnetic armature 14 of the relay is pivotally mounted, relative to the bracket 10, and is returned to the non-attraction position, by means of 'a spring 15.
This spring is mounted on a bolt 16 carried by a support 17 fixed to the bracket 10.
A nut 18 is provided to adjust the tension of the spring 15 and thus vary the duration or the operating time interval of the relay. A plate 19, of non-magnetic material, is fixed to the inner face of the frame 14, so as to create a stop engagement with the end of the pole face of the core 11 when the frame is in the position. of attraction, thus introducing a determined and invariable air gap between the armature and the pole, when the armature is in the position of attraction.
The frame carries a contact 20, at its lower end, and this contact is arranged to engage with a fixed and adjustable contact 21. The contact 21 is carried by a flat and folded bar 22, of conductive material, fixed to the insulating support, by means of a bolt 23. The arrangement of this device is such as a single winding, wound on the electromagnetic element. , controls all its operation, and this winding has a sufficient number of turns so that, when the armature is in the attracting position, the magnetic flux of the electro is considerably greater than that necessary for keep the armature in the attracting position.
When the winding 12 is short-circuited, the inductive effect of the electro serves to keep the armature in the attracting position for an appreciable period, and because the sustaining flux is considerably greater than that. which is necessary to keep the frame in position
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of attraction, this duration is not appreciably affected by the variables which affect similar devices already known, namely: variations in the potential of the power supply circuit and variations in the heating of the winding,
In Fig.l:
the electric motor supporting an armature 24 and a series inductor 25, is connected to the DC power supply circuit 26, by means of two directional contactors 27 and 28, for the forward running of the motor, and two other directional contactors 29 and 30, for reverse gear. A contactor 31 is provided to cut the motor circuit, in the event of a lack of current, and the connections are such that the master controller 32 must be returned to the cut-off position, or neutral position, to close or re-close. engage this contactor.
The current taken by the motor is limited by means of a resistor placed in the armature circuit of the motor. this resistor comprises an insertion resistor 33 controlled by an insertion contactor 34, and acceleration resistors 35 and 36 controlled by the acceleration contactors 37 and 38, respectively. the insertion contactor 34 is in turn controlled by an insertion relay 39, or "plugging". this relay is intended mainly to delay the energization of the insertion contactor 34, after a rapid reversal of the motor, by the well-known action of insertion, and the relay is provided with a winding 40, to determine the order or the closing sequence of the insertion contactor 34, relative to other parts of the system;
the relay is also provided with a second winding 41 which is connected to resistors 33 and 36, so as to provide current limit control for this relay,
The acceleration switch 37 is controlled by means of a delayed relay 42, the construction of which is shown in detail in Figs.
2 and 3, and has been described above. In summary, this relay is intended to give an operating time interval, after the closing of the insertion contactor 34, depending entirely, in a practical way, on the Inductor effect of the relay, when the winding of the relay is interrupted under the effect of bypassing the insertion resistor 33 * The operation of the system described above is as follows:
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Switch 43, in the main circuits of the motor, and switch 44, in the control circuits, are first closed. Closing switch 44 has the effect of energizing line contactor 31. , whose circuit closes with:
positive conductor, winding of contactor 31. segment 45 of master controller 32, segment 46 of this controller, and negative conductor. When closed, line contactor 31 also closes switch or auxiliary contact 47, thereby establishing a hold circuit for the line contactor, and allowing the master controller to be brought out of the cut-off position. , without affecting the excitation of the line contactor.
Further, when switch 44 is closed, the winding of relay 42 is energized by the power circuit, with resistor 48 in series with the winding of the relay, and winding 40, of relay 39, is energized. also excited by the supply circuit, with resistor 49 in series with the relay winding. these two relays are therefore energized, with a view to opening their respective contacts, prior to subsequent operation, to produce the desired control of the motor.
If the master controller 32 is then brought to the full speed forward position, that is to say to the left end position, the directional switches 27 and 28 ′ are first closed, by connecting thus the motor at the power source, for forward running of the motor, the coils of the contactors 27 and 28 being energized by the segments 46 and 50 of the master controller, the directional contactor 27 closes its auxiliary contacts 51, and this has the effect of bypassing the winding 40 of the relay 39, so as to place this relay under the control of the winding 41, which is then energized under the effect of the voltage drop applied to the resistors 33 to. 36.
closing the directional contactor 28 has the effect of simultaneously closing the auxiliary switch contact 52, thus partially completing a circuit for the winding of the insert contactor 34, passing through; positive supply conductor, winding of contactor 34, segments 53 and, 54 of the master controller 32 and contacts of relay 39;
however, these contacts being at least temporarily kept open, the closing
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of the auxiliary contacts 52 does not cause the activation of the switching on contactor 34 ,, However, as soon as the motor current has fallen to the value determined in advance, the winding 41 of the relay 39, n 'is not capable of maintaining the relay contacts in their open position, against the force of the spring 55, and this relay closes, by energizing the insertion contactor 34, towards closing,
On closing, the insertion contactor 34 also closes its auxiliary contacts 56, thereby bypassing or short-circuiting the winding of the relay 42. As has already been said, this relay is established on the model shown. in detail in Figs. 2 and 3.
Although the relay winding has been short-circuited, the relay releases its armature only after an appreciable time, due to the inducing effect only of the relay winding,
When the magnetic holding effect of the flow of the induced current is exceeded by the return spring of the relay, the relay very quickly closes its contacts, thus energizing the winding of the auxiliary contactor @@ by a circuit passing through:
positive power conductor, relay 42 contacts, contactor winding 37, master controller segment 57 32, master controller segment 54, relay 39 contacts, auxiliary switch 52, segments 50 and 46 of master controller , and negative supply conductor *
Contactor 37, on closing, also closes its auxiliary contacts 58, thereby energizing contactor 38, for closing.
Resistor 36 generally has a relatively low value compared to resistors 35 and 33, so that the operating time interval for closing contactor 38, after that of contactor 37, is sufficient for some applications. When it is desired to reverse the direction of travel of the motor very quickly and to use the insertion or "plugging" effect of the control system, the master controller is brought from the final forward position to the position. final inverse, or on an intermediate position.
It is assumed that the controller is brought to the last reverse position, because it is easy to deduce, from he case, the operating conditions, when the controller is brought to an intermediate position,
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When the master controller is moved away from its fourth forward position, the acceleration contactors 37 and 38 are immediately de-energized and opened, and when the master controller leaves its second forward position, the insert contactor 34 is de-energized and open.
The introduction of a resistance in the armature circuit of the motor has the effect of momentarily energizing the winding 41 of the relay 39 again, under the effect of the potential drop across the resistors 33 to 36. inclusive, and opening the auxiliary switch 56 has the effect of removing the shunt applied to the coil of relay 42, so that relays 42 and 39 both open. Another opening effect is applied to the relay 39 by the energization of the winding 40, under the effect of the opening of the auxiliary contacts 51 of the directional contactor 27, when the master controller is brought on, from its first forward position, to its neutral position.
Although the previous operation has been explained with a determined order or sequence, this is only an explanatory example, and it is not the exact sequence in all cases: indeed, if the master controller is brought very quickly from the full forward position to the. full reverse position, the opening of the resistance contactors and the directional contactors, and the opening of the relays 42 and 39, are almost simultaneous.
When the master controller reaches its first rear position, the directional switches 29 and 30 close, and the winding 40 of the relay 39 is bypassed by the auxiliary contacts 59 of the contactor 29. The relay 39 does not close its contacts. , until the current, in the armature circuit of the motor, has decreased to a predetermined value, and at this time, the excitation of the winding 41 is sufficiently reduced, so that the relay can close *
The closing of the insertion contactor 34, following the closing of the relay 39, shunts the winding of the relay 42, as before,
and this relay introduces the same time interval between the operation of the insertion contactor 34 and that of the acceleration contactor 37 as that relating to the forward operation.
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The operation 38 closes quickly, after closing the contactor 37, in the manner set out above,
The relay which is the subject of the invention is very simple and efficient, and its operating duration depends on the invariable time necessary for the effect of maintaining the flow of relays, when the coil of the relay is shunted, or short-circuited.
The displacement of the relay contact, towards its closed position, is entirely controlled by the flux generated by the winding of the relay * The relay is of a very simple construction, efficient and safe, and can be manufactured on a large scale, with a cost price much lower than that of other analog relays.
The relay setting devices are simple, efficient and safe, and thus provide a means by which the time interval can be very precisely set to the exact value desired, and as indicated above, this interval. determined time is invariable for all practical applications, In addition, the control systems provided with the envisaged relay, intended to obtain the desired time interval between the closing of the insertion contactor 34 and that of the acceleration contactor 37, are very simple, and thus have great operating safety,
The electrical equipment shown in Fig, 4 is particularly applicable to rolling mill engines, For fast-starting engine equipment,
in particular the rolling mill motors, it is essential that the drive system does not in any way delay the operation of the devices, When the operator brings the crank of the master controller of the electrical equipment to an operating position, the engine must start immediately, or else, if it cannot start, after having exerted the maximum starting torque compatible with its power, it must be immediately disconnected from the line.
The engine must deliver its maximum power, but it can only do so when it is fitted with a control system of the appropriate type,
The control system must also allow the engine to perform its work with just normal effort, or possibly be accelerated with the maximum power it can deliver, The control system must also avoid excessive or dangerous overloads , and when the motor is
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n its maximum power, the control system must prevent the application of an additional load which could cause damage.
In Fig. 4, the motor, which comprises an armature 110 and an inductor 111, is connected to the direct current power source 112, for both directions of operation, by means of reversing contactors. or direction 113 and 114, for forward gear, and 115 and 116, for reverse gear. the protective resistor inserted into the motor's output circuit, has several sections section 117 controls the effect of insertion, or "pluggingn, and sections 118 and 119 control acceleration. Section 117 is controlled by an insertion switch 120, and sections 118 and 119 are controlled by switches 121 and 122 respectively.
Line contactor 123 is designed to completely disconnect the motor from the power source, when a circuit breaker or switch is open,
Electromagnetic switches or relays 125 and 126 are used to control the insertion contactor 120, and similar relays, 127 and 128 are provided to respectively control the acceleration oontactors 121 and 122. These contactors are controlled by a master controller 124; , so that it will be explained in detail later. The coil of relay 127 is connected in parallel with respect to section 117, and the coil of relay 128 is connected in parallel with respect to section 118 and the first accelerating section 119.
This provides a suitable timing action for the relays, as will be explained later.
The coil of the relay 125 is connected to the terminals of the armature 110 and the insertion section 117, for a running direction of the motor, and the coil of the relay 126 is connected, in a similar way, for the other direction * of the motor. It should be noted that these insertion relays 125 and 126 are normally open devices; in other words. the contacts of switches controlled by these relays are recalled to their open positions. Conversely, relays 127 and 128 are normally closed devices, since their control contacts normally occupy the closed position, with the coil of the relay then being de-energized.
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These relays 125 through 128 are preferably established in an identical manner, with the exception, however, that the contacts of relays 125 and 126 are normally open, while those of relays 127 and 128 are normally. closed. These relays are preferably of the type described above *
The operation of this control system is as follows:
Assuming that switches 144 and 145 are closed, and that the various elements of the system occupy the respective positions shown, closing of switch 145, in the control circuits, with the main section in the off or neutral position, as shown, energize the coil of relay 123, by::
Ligue +, segments 146 and 147 of master controller 124, coil of contactor 123 and line -.
Closing contactor 123 has no effect at this time, because the master controller is in the neutral or cutoff position. closing contactor 123 closes auxiliary switch 148 associated with that contactor, and this establishes a hold circuit of the supply conductor, to segment 147 of the controller, so that the controller can be moved out of the way. the cut-off position, thus opening the circuit to segment 146, but contactor 123 is nevertheless kept closed.
If the master controller is then brought, from the cut-off position to the left, to its first operative position, the forward directional contactors 113 and 114 are energized for closing, by the circuit: + line, auxiliary contact 148, controller segment 147, segment 149, contactor coils 113 and 114 and line-. The coil of the relay 125 is energized by the auxiliary contact 150 associated with the contactor 113, so that this coil is then inserted between the armature 110 and the insertion section 117.
Because the motor is started from rest, in the motor armature then a counter-electromotive force develops, and the winding of the relay 125 is energized by the voltage drop across the in-section. - crimp 117, This voltage drop is of a sufficient value for relay 125 to be energized and close its contacts,
This does not produce any effect at this time, until the counter-master 124-has been brought to the left, to its second eperative position.
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but when the controller is brought to this position, the insertion contactor 120 is energized to close immediately, the coil circuit ries this contactor passing through the + line, auxiliary contact 148,
segment 147 d @ miter controller, segment 149, relay contacts 125, segments 151 and
152 of the controller, coil of contactor 120, and line -,
As soon as the motor is connected to the supply circuit, the windings of the relays 127 and 128 are immediately energized, to open the respective contacts. This is because the coil of relay 127 is energized in parallel with the insert section 117, and the coil of relay 18 is energized in parallel with the accelerator section 118.
These relays being energized, the contacts controlled by them are maintained magnetically in their respective open positions, so that the contacts 121 and 122 are not energized before the instant at the appropriate interval during the course. starting the engine. when contactor 120 closes its main contacts, as has been said, it also short circuits the coil of relay 127.
As indicated above, the short-circuiting of the winding of this relay does not result in the Immediate release of the armature of relay 128, since it takes some time for the flux to pass through the magnetic structure of the relay. , decreases as a result of the inductive action of the winding, and there is thus an appreciable time interval before the return spring of the relay armature exceeds the magnetic attraction on the armature, and causes the relay contacts to close,
When the relay contacts close, the contactor 121 is energized for closing, provided that the master controller 124 has been brought to the left, to its third operative position, and the circuit of this winding. contactor goes through:
line + auxiliary contact 148, master controller segments 147 and 149, relay contacts 125, segments 151 and 153, contactor windings 121, relay contacts 127, and line -. the contactor 121 is thus energized, it closes and bypasses the accelerator section 118 some time after the bypassing of the section 117.
the closing of the contactor 121 also causes the short-circuiting of the winding of the relay 128, so that, after some time, the spring
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associated with the armature of this relay overcomes the malefic attraction of the relay armature, and the relay contacts can assume their normal closed position. The contactor winding 122 is thus energized through a portion of the relay. circuit previously traced, by the Winding, of the contactor 121, except that the winding of the contacte = 122 is connected to the negative conductor of the line, through the contacts of the relay 128.
The contactor 122 is thus energized it closes and bypasses the Iles acceleration section.
The motor is thus accelerated from rest to full speed, and the contacts of relay 125 are kept in the closed position, due to the fact that the coil of this relay is energized by the counter-electromotive force of the motor,
Assuming now that it is desired to quickly reverse the motor run and use the "insert" or "plugging" feature of the control system, the master controller is brought from the forward position to the right, up to a reverse position of the motor, The choice of a particular position for the controller,
is not of great importance as regards the rapid reversal of the motor, but if the controller is brought to the right, to its first operative position, the automatic progress of the closing of the resistance contacts is not initiated.
If the controller is brought to its second operative position, automatic progress is stopped when contactor le.0 is energized for closing, but if the controller is brought to the full reverse position, the resistance switches are all excited to be closed in the order of succession previously shown, so that the motor is connected for full speed reverse.
One can easily deduce, from the preceding indications, what happens when the master controller is brought to an intermediate position.
In the event that the controller is brought to its full reverse position, the contactors 121 and 122 are first open, due to the fact that the master controller leaves its third forward position, and that the circuit of the drive windings. these contactors are cut off at segment 153 of the controller.
When the master controller leaves the second forward position, the
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contactor 120 is opened at segment 152 of the master controller, so that the resistor is fully inserted back into the motor armature circuit, before the reversing contacts 115 and 116 are energized for closing, in the first reverse position of the controller. relays 127 and 128 are not affected at this time by this operation of the master controller; in other words, these relays are maintained in their closed positions, until the master controller has been brought to the first reverse position.
When the master controller is brought to the first reverse position, or to a subsequent reverse position, the winding of relay 126 is connected in parallel with the motor armature and section 117, by closing the associated auxiliary contact 154. to the directional contactor 116. However, because the voltage generated by the armature of the motor is then in opposition to the voltage drop across section 117, the coil of relay 126 is not energized enough to close. the relay, until the motor speed decreases and the motor has been brought roughly to rest, so that the voltage drop, across section 117, is sufficient to drive the closing of this relay.
Relay 126 is set so that it is not energized for closing, before the motor is nearly stopped, and at this time the beneficial effects of the insert section are not needed, and it is good to bypass the insertion section and accelerate the engine for reverse gear.
The! insertion section generally has a significantly higher resistance than sections 118 and 119, because this resistance is employed to limit the current of the armature circuit, during a critical condition of the motor, during insertion or "plugging" action. when the relay 126 closes, provided that the master controller occupies its second rear position, the insertion contactor 120 is energized by the circuit:
line +, auxiliary contact 148 associated with contactor 123, segments 147 and 155 of the master controller, contacts of relay 126, segment 156 of the master controller, segment 157, coil of contactor 120, and line - Relays 127 and 128 are energized for opening, when contactors 115 and 116 are closed, after opening of directional contactors 113 and 114, for forward running, so that the relay contacts are
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formed successively, in the manner previously explained with regard to the forward motion.
The control system thus described is very simple and efficient, and the acceleration of the motor is a function of a time interval action, with a notable time interval provided between the successive shunts of the acceleration resistance sections, in due only to the inductive effect or magnetic inertia of the flux in the magnetic structure of relays 127 and 128.
Since the decrease in the flux of each of these relays, to a value such that the holding effect is exceeded by the spring of the relay return, takes an appreciable time, the timing is obtained in a very simple and effective,
If the operating time interval of a particular relay does not reach the desired value, the time interval can be adjusted by means of a wafer of a different thickness than that envisaged.
The time interval can also be varied, by adjusting the nut 18 of each relay (Fig. 2 and 3), thus varying the tension of the spring, against which the force of attraction of the electro must act to maintain the relay contacts closed for a certain time interval,
It is understood that the arrangements and the applications which have been indicated above, by way of example, are in no way limiting and that one can deviate from them without thereby departing from the scope of the invention.