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Commande de moteurs à courant continu, en particulier de moteurs de laminoir avec récupération de l'énergie.
La présente invention concerne le fonctionnement de consommateurs de courant continu, en particulier de moteursà courant continu qui au moyen de récipi ents à déchar-
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de ré cip ients , ¯ ' ge à commande par grille, de preferencela décharge à remplit sage de gaz ou de vapeur, sont raccordés à un réseau de courant alternatif de telle manière que de l'énergie électrique peut être échangée dans les deux sens entre le réseau à courant alternatif et le consommateur à courant continu sans que pour cela des dispositifsde changement de connexion qui entrent en action lors du changement de sens de l'éner- gie soient nécessaires.
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Pour un moteur à courant cantinu qui doit fonctionner comme moteur et comme génératrice dans le sens du mode de fonctionnement connu d'après le montage Léonard, on a prévu dans ce but deux récipients à décharge ou groupe de récipients dont l'un est commandé chaque fois comme redresseur et 1 autre comme redresseur inversé. Le point neutre du transformateur d'un récipient à décharge est chaque fois relié à la cathode de l'autre récipient à décharge et entre ces lignes de liaison se trouve le moteur à courant continu.
Si l'on veut employer cette disposition de commande pour le fonctionnement de machines de laminoirs, en particulier pourra commande de trains de laminoir, il faut avant tout veiller à. ce que les dispositifs de commande dans le circuit de grille du. récipient à décharge soient aussi simples quepossi- ble pour éliminer d'avance autant que possible toutes les influences perturbatrices.
Dans la réalisation de cette condition, on se heurte à certaines difficultés techniques lorsqu'il s'agit de compuunder le moteur de laminoir, lorsque donc le nombre de tours du moteur, c'est à dire le réglage du point d'allumage du récipient à décharge, doit être rendu dépendant du courant de charge du. moteur, comme c'est absolument indis- pensable pour le fonctionnement pénible des cages de laminoirs.
On a déjà prpposé des dispositifs de réglage dans lesquels un compoundage du réglage du point d'allumage des récipients à décharge est prévu, mais ces dispositifs ne satisfont pas aux conditions imposées pour le fonctionnement d'installations de laminoirs, au point de vue de la simplicité et de la sécurité de fonctionnement. La raison essentielle en est que le courant circulant dans le moteur à courant continu change de sens suivant 1 'état de fonctionnement du moteur et que par conséquent un enroulement d'excitation à courant continu ¯dépendant de ce courant du moteur est parcouru dans un sens différent par le courant lorsque le moteur fonctionne comme moteur ou comme génératrice lors du freinage et en outre lorsque le sens de
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roptation du moteur est modifié.
Suivant la, présente invention, des 'difficultés sont éliminées par lè fait que la grandeur de commande agissant sur le circuit de grille du récipient à décharge et servant au compoundage est rendue dépendante du courant dans le circuit à courant alternatif du récipient décharge. Si les récipients à décharge fonctionnent par exemple avec commande par appareil de contact, on peut employer pour la commande des deux appareils de contact dans le circuit du redresseur et dans le circuit du redresseur inversé un moteur synchrone dont la position de synchronisme est dépendante de la grandeur du courant circulant dans le circuit alternatif des récipients à décharge.
Le moteur synchrone est pourvu dans ce but de deux excitations à courant continu décalées de phase, par exemple de deux excitations à courant continu placées perpendiculairement l'une sur l'autre, dont une excitation est constante et l'autre au contraire variable et dépendante du courant alternatif du récipient à décharge.
Le dessin représente un exemple de réalisation de l'invention au schéma de montage de la fig. 1. Un moteur de laminoir 1 est raccordé à un réseau 4 à courant alternatif par l'intermé diaire de deux récipientsà décharge, de préférence des récipients à décharge 2 et 3 à remplissage de gaz ou de vapeur. Dans le circuit de grille des deux récdpients à décharge se trouvent des appareils de contact 5 et 6 dont les parties tournantes (par exemple les balais de contact) sont accouplées à un moteur synchrone 7. Les disques de contact des appareils de contact sont accouplés à un moteur de réglage 8: avec intercalation d'un mécanisme 9 par lequel l'un des disques de contact est toujours actionné en sens inverse de l'autre.
Les points d'allumage des deux récipients à décharge sont alors décalées chaque fois en sens opposé comme c' est nécessaire pour le fonctionnement du moteur;
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Le moteur synchrone 7 actionnant les balais de contact contient deux excitations à courant continu 10 et 11, placées perpendiculairement l'une sur l'autre. L'excitation 10 est raccordée à une source constante de courant continu tandis que l'enroulement 11 est relié, par un re- dresseur non commandé 12, à un transformateur 13 dont l'enroulement primaire se trouve dans le circuit de courant alternatif des récipients à décharge 2 et 3.
Le transformateur 13 est établi de telle façon que sa tension secondaire est chaque fois proportionnelle au courant alternatif cirè culant dans le circuit de courant alternatif des récipients à décharge 2 et 3. On peut employer à cet effet par exemple un transformateur sans réaction à entre-fer agrandi. Le courant continu circulant dans l'enroulement d'excitation Il du moteur 7 est alors toujours ¯proportionnel au courant alternatif des récipients' décharge 2 et 3.
On va expliquer à l'aide de la fig. 2 qu'avec les dispositifs de réglage suivant la présente invention, le compoundage agit effectivement, indépendamment du mode de fonctionnement du moteur, toujours dans le'sens correct.
On a désigné par 20 et 21 les pièces fixes, lorsque l'état de fonctionnement du moteur n'est pas changé, des deux appa.reils de contact 5 et 6 du schéma de montage de la fig. 1.
On a supposé que les contacts sont disposés en cylindre à la manière du commutateur d'une machine. 22 et 23 sont les balais de contact actionnés par le moteur synchrone 7. Les axes horizontaux . et b indiquent la position de point neutre des appareils de contact. Tour uneposition déterminée de fonctionnement, par exemple pour le cas où le récipient à décharge 2 fonctionne comme redresseur et le récipient à décharge 3 comme redresseur inversé, on supposera que les appareils de contact conjugués sont décalés'des angles d et ss (=d), de sorte que les axes al et bl correspondants
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citation 11 du moteur 7, on supposera que p our le courant croissant dans le transformateur 13, les cylindres de con- tact sont déplacés dans le sens des flèches 24 et 25, in- dépedamment de la question de savoir si le courant continu du moteur 1 circule dans l'un ou l'autre sens.
Dans l'état de fonctionnement pour lequel la fig. 2 a été dessinée, un accroissement du courant continu signifierait que l'ange [alpha] est diminué jusqu'à la valeur [alpha]1 tandis que l'angless est augmenté jusqu'à la valeur, , Pour le redresseur cette variation d'angle ou cette variation de l'instant d'alluma- ge signifie une diminution de la commande tandis que pour le redresseur inversé l'angle d'allumage est augmenté.
Cela signifie pour le fonctionnement du redresseur inversé, c' est à dire si l'on considère les choses au point de vue du moteur, le fonctionnement avec freinage, une diminution de la tension agissant dans les circuits de freinage et en d'autres termes une diminution du courant de freinage.
Le mouvement de compoundage déclenché par le transformateur 13 pa.r l'intermédiaire du moteur 7 agit donc aussi bien pour le redresseur que'pour le redresseur inversé, lorsque le courant augmente, de tell e façon que le courant du mo- teur ou le courant de freinage diminuent. Les. phénomènes correspondants se produisent dans le cas où pour le sens de rotation opposé du moteur, le récipient à décharge 3 fonctionne comme redresseur et le récipient à décharge 2 comme redresseur inversé.
Il résulte de ce qui précède que'le dispositi f de compundage suivant la présente invention f'onctionne sans a.ucun changement de connexion lors du changement de sens du courant du moteur à courant continu, c'est à dire qu'il est extrêmement simple et par conséquent d'un fonctionnement sur.
Pour la commande du moteur de réglage 8 qui actionne ou les cylindres de contact le disque de contact/des appareils de contact 5 et 6 dans
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le circuit de grille du récipient à décharge, on utilise
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suivant la présente invention,un0#nmandein .irecte. Une résistance de commande reliée au levier du régulateur est réunie à une résistance de comparaison déplaçable par le moteur pour former une sorte de montage en pont de telle manière que lors d'un déplacement du levier de régulateur, qui se fait à la main, le moteur de commande reste en- cir- cuit aussi longtemps que les deux résistances se trouvant dans le montage en pont ne se trouvent pas dans la même position de réglage.
Cette disposition de commande prévue suivant la présente invention agit, de même que le disposi- tif de compoandage décrit plus haut, pour.favoriser au- tant que possible la sécurité de fonctionnement dans les commandes de laminoirs. Le levier de régulateur pour amor- cer l'opération de commande peut, avec cette disposition de commande, être déplacé à n'.importe quelle vitesse sans que la vitesse de modification du réglage de l'angle d'al- lumage des récipients à décharge devienne trop grande de façon inadmissible.,
La présente-invention n'est pas utilisable seule- ment pour des récipients à décharge qui sont commandés à l'aide d'appareils de contact;
elle peut être employée par exemple aussi pour le déplacement de l'instant d'al- lumage par variation de la position de phases d'une tension alternative de grille. Dans ce cas, les transformateurs rotatifs situés dans le circuit de grille sont établis avec un stator mobile et un rotor mobile. On peut réaliser le compoundage par déplacement des rotors des transformateurs rotatifs' /ou par déplacement des stators. Il est toutefois particu- lièrement avantageux d'employer à cet effet les rotors et les deux stators des transformateurs rotatifsconjugués aux récipients à décharge pour le réglage de l'instant d'allu- mage des récipients à décharge.
En effet, comme cela résul-
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te des explications qui précèent, lesens de déplacement lors du compoundage peut rester conservé toujours pour les deux fécipients et indépendamment du sens de l'énergie.
Les deux rotors des transformateurs rotatifs peuvent ainsi 'être accouplés rigidement l'un à l'autre. Les deux trans- fonmateurs qui pour des raisons électriques forment deux pièces de construction séparées l'une de l'autre sont déplacés en sens opposé par un moteur de déplacement, d'une manière analogue à celle des appareils de contact dans l'exemple de réalisation de l'invention quiest représenté à la fig, 1. Le déplacement des rotors accouplés ensemble des transformateurs rotatifs peut être effectué, comme dans la disposition suivant la fig. 1 à l'aide d'un mo- t eur de commande.
On peut toutefois employer aussi dans le même but un différentiel mécanique dont le troisième organe est accouplé mécaniquement aux rotors des transformateurs rotatifs tandis que les deux autres pièces du différentiel sont actionnées par deux moteurs synchrones qui sont raccordés au même réseau à courant alternatif et tournent par conséquent normalernent avec le même nombre de tours. La position synchrone d'un de ces deux moteurs est modifiée, comme pour le moteur de commande de l'appareil de contact de la fig, l, souis la dépendance du courant alternatif avec des récipients à décharge, de sorte que par suite de la variation qui en résulte de la position relative des deux moteurs synchrones il se produit un mouvement des rotors des transformateurs rotatifs.
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Control of direct current motors, in particular rolling mill motors with energy recovery.
The present invention relates to the operation of direct current consumers, in particular of direct current motors which, by means of discharge vessels
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Recip ients, grid-controlled, preferably discharge to gas or vapor filling, are connected to an alternating current network in such a way that electrical energy can be exchanged back and forth between the alternating current network and the direct current consumer without the need for connection change devices which come into action when the direction of the energy changes.
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For a cantine current motor which must operate as a motor and as a generator in the direction of the operating mode known from the Leonardo assembly, two discharge receptacles or group of receptacles are provided for this purpose, one of which is controlled each. times as rectifier and 1 more as reverse rectifier. The neutral point of the transformer of one discharge vessel is each time connected to the cathode of the other discharge vessel and between these connecting lines is the DC motor.
If this control arrangement is to be used for the operation of rolling mill machines, in particular it will be possible to control rolling mill trains. what the control devices in the gate circuit of. discharge vessel are as simple as possible to eliminate as far as possible all disturbing influences.
In achieving this condition, certain technical difficulties are encountered when it comes to compuunder the rolling mill motor, when therefore the number of revolutions of the motor, that is to say the setting of the ignition point of the container discharge, must be made dependent on the charging current of the. motor, as it is absolutely essential for the arduous operation of rolling mill stands.
Regulating devices have already been proposed in which a compounding of the regulation of the ignition point of the discharge vessels is provided, but these devices do not meet the conditions imposed for the operation of rolling mill installations, from the point of view of simplicity and operational safety. The main reason for this is that the current flowing in the DC motor changes direction depending on the operating state of the motor and therefore a DC field winding ¯ dependent on this motor current is flown in one direction. different by the current when the motor operates as a motor or as a generator during braking and also when the direction of
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engine option is changed.
According to the present invention, difficulties are eliminated by the fact that the control variable acting on the gate circuit of the discharge vessel and serving for the compounding is made dependent on the current in the alternating current circuit of the discharge vessel. If the discharge vessels operate, for example, with control by a contact device, it is possible to use for the control of the two contact devices in the rectifier circuit and in the reverse rectifier circuit a synchronous motor whose position of synchronism is dependent on the magnitude of the current flowing in the alternating circuit of the discharge vessels.
The synchronous motor is provided for this purpose with two phase-shifted direct current excitations, for example two direct current excitations placed perpendicular to one another, one excitation of which is constant and the other on the contrary variable and dependent. alternating current from the discharge vessel.
The drawing represents an exemplary embodiment of the invention in the assembly diagram of FIG. 1. A rolling mill motor 1 is connected to an alternating current network 4 through the intermediary of two discharge vessels, preferably discharge vessels 2 and 3 filled with gas or steam. In the grid circuit of the two discharge vessels there are contact devices 5 and 6 whose rotating parts (for example the contact brushes) are coupled to a synchronous motor 7. The contact disks of the contact devices are coupled to an adjustment motor 8: with the interposition of a mechanism 9 by which one of the contact discs is always actuated in the opposite direction to the other.
The ignition points of the two discharge vessels are then shifted each time in the opposite direction as is necessary for the operation of the engine;
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The synchronous motor 7 actuating the contact brushes contains two direct current excitations 10 and 11, placed perpendicular to one another. The excitation 10 is connected to a constant source of direct current while the winding 11 is connected, by an uncontrolled rectifier 12, to a transformer 13 whose primary winding is in the alternating current circuit of the receptacles. to discharge 2 and 3.
The transformer 13 is established in such a way that its secondary voltage is in each case proportional to the alternating current circulating in the alternating current circuit of the discharge receptacles 2 and 3. For this purpose, for example, a non-feedback transformer can be used. enlarged iron. The direct current flowing in the excitation winding II of the motor 7 is then always ¯proportional to the alternating current of the discharge receptacles 2 and 3.
We will explain with the help of fig. 2 that with the adjustment devices according to the present invention, the compounding effectively acts, independently of the engine operating mode, always in the correct sense.
20 and 21 denote the fixed parts, when the operating state of the engine is not changed, of the two contact devices 5 and 6 of the assembly diagram of FIG. 1.
It has been assumed that the contacts are arranged in a cylinder like the switch of a machine. 22 and 23 are the contact brushes actuated by the synchronous motor 7. The horizontal axes. and b indicate the neutral point position of the contact devices. In a determined operating position, for example for the case where the discharge vessel 2 functions as a rectifier and the discharge vessel 3 as an inverted rectifier, it will be assumed that the conjugate contact devices are offset by the angles d and ss (= d) , so that the corresponding axes al and bl
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quote 11 of motor 7, it will be assumed that for the increasing current in transformer 13, the contact cylinders are moved in the direction of arrows 24 and 25, regardless of whether the direct current of the motor 1 flows in either direction.
In the operating state for which FIG. 2 has been drawn, an increase in direct current would mean that the angel [alpha] is decreased up to the value [alpha] 1 while the angless is increased up to the value,, For the rectifier this variation of angle or this variation of the ignition instant means a decrease in the command while for the inverted rectifier the ignition angle is increased.
This means for the operation of the inverted rectifier, that is to say if we consider things from the point of view of the motor, the operation with braking, a decrease in the voltage acting in the braking circuits and in other words a decrease in braking current.
The compounding movement triggered by transformer 13 via motor 7 therefore acts both for the rectifier and for the reverse rectifier, when the current increases, in the same way as the motor current or the reverse rectifier. braking current decrease. The. Corresponding phenomena occur in the case where for the opposite direction of rotation of the motor, the discharge vessel 3 functions as a rectifier and the discharge vessel 2 as an inverted rectifier.
It follows from the foregoing that the compunding device according to the present invention operates without any change in connection when changing the direction of the current of the direct current motor, that is to say it is extremely simple and therefore safe to operate.
For controlling the regulating motor 8 which actuates or the contact cylinders the contact disc / of the contact devices 5 and 6 in
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the grid circuit of the discharge vessel, we use
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according to the present invention, un0 # nmandein .irecte. A control resistor connected to the governor lever is joined to a comparator resistor movable by the motor to form a kind of bridge assembly such that when moving the governor lever, which is done by hand, the control motor remains switched on as long as the two resistors in the bridge connection are not in the same setting position.
This control arrangement provided for in accordance with the present invention acts, like the control arrangement described above, to promote as much as possible the operational safety in the rolling mill controls. The governor lever for initiating the control operation can, with this control arrangement, be moved at any speed without the speed of changing the setting of the ignition angle of the receptacles. discharge becomes inadmissibly too large.,
The present invention is not usable only for discharge vessels which are controlled by means of contact apparatus;
it can also be used, for example, for the displacement of the ignition instant by varying the phase position of an alternating grid voltage. In this case, the rotary transformers located in the grid circuit are established with a movable stator and a movable rotor. Compounding can be carried out by displacement of the rotors of the rotary transformers' / or by displacement of the stators. It is, however, particularly advantageous to use for this purpose the rotors and the two stators of the rotary transformers in conjunction with the discharge vessels for adjusting the ignition instant of the discharge vessels.
Indeed, as this results
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According to the above explanations, the direction of displacement during compounding can always remain preserved for the two starch receptors and independently of the direction of the energy.
The two rotors of the rotary transformers can thus be rigidly coupled to each other. The two transmitters which for electrical reasons form two separate construction parts are moved in the opposite direction by a displacement motor, in a manner analogous to that of the contact devices in the example of embodiment of the invention which is shown in FIG. 1. The displacement of the rotors coupled together with the rotary transformers can be carried out, as in the arrangement according to FIG. 1 using a control motor.
However, it is also possible to use for the same purpose a mechanical differential, the third member of which is mechanically coupled to the rotors of the rotary transformers while the other two parts of the differential are actuated by two synchronous motors which are connected to the same AC network and rotate by therefore normally with the same number of turns. The synchronous position of one of these two motors is changed, as for the control motor of the contact apparatus of fig, 1, under the dependence of the alternating current on discharge vessels, so that as a result of the The resulting variation in the relative position of the two synchronous motors causes movement of the rotors of the rotary transformers.
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