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pourPerfectionnements aux machines d'extraction électri- ques et autres machines de ce genre. la présente invention se rapporte aux appareils d'enroulement électriques que comportent les machines d'extraction utilisées pour la manoeuvre des cages et autres engins analogies, dans les mines par exempleet
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en partioulier à de tels appareils qui appartiennent au système une connu sous le nom de système Ward-Léonard.
Le système comprend machine excitatrice, accouplée mécaniquement avec une généra- trice de façon à marcher à la même vitesse qu'elle, cette géné- ratrice constituant une source de courant pour le moteur propre- ment dit de la machine d'extraction ou "moteur d'enroulement" -
La dite excitatrice ou étant entraînée séparément à vitesse constante./ fournit le courant d'excitation à la fois à la ---- génératrice et au ---- "moteur d'enroulement" par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage (rhéostat) comportant une résistance variable;
l'agence- ment est tel que, à chaque mise en position ou mise au point du dit rhéostat de réglage correspond une certaine vitesse détermi- née du mofeut
Dans les machines d'extraction de ce genre qui sont usuel- lement utilisées, l'appareil d'enroulement comporte des moyens -par exemple des cames manoeuvrées par une commande actionnée en fonction de l'indicateur de position des cages - pour régler sur les l'accélération et le ralentissement/extrémités de l'enroulement;
il par suite/subsiste toujours le risque d'une f&usse manoeuvre, par l'ouvrier, de ces moyens de réglage, en dehors des zones admises pour le réglage de l'accélération et du ralentissement en question, ce qui peut donner lieu, avec danger, à des courants de retour d'intensité très élevée, dûs à un freinage trop rapi- de,aussi bien qu'à une tension excessive aux bornes de sortie de la génératrice, due à une accélération trop rapide; ces ex cès peuvent se faire sentif en tout point autre/qu'aux extrémités de l'enroulement et dans l'un ou l'autre cas il en résulte un couple excessif dans 1'appareil d'enroulement et un effort trop fatiguant pour le câble d'enroulement.
La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés au système de commande des appareils d'enroulement électriques du genre en question; ces perfectionnements -
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permettent d'éviter les défauts de bon fonctionnement et de sécurité rappelés ci-dessus et de supprimer les risques de danger et de détérioration, par suite d'une fausse manoeuvre ou mise au point des moyens de réglage, en toutponintautre qu'aux extrémités de l'enroulement, et y remédient de telle sorte qu'une fausse manoeuvre ou mise Au point des moyens de réglage ne puisse exercer aucun effet préjudiciable,
Oonformément à l'invention la machine d'extraction est pourvue d'une machine excitatrice supplémentaire {dénommée dans la suite "excitatrice de réglage") qui est accouplée mécaniquement avec le moteur de la machine d'extraction ou "moteur d'enroulement" de façon à marcher à une vitesse égale ou proportionnelle à celle du dit moteur et branchée sur le circuit électrique de façon à participer avec 1'excitatrice normale (dénommée dans la suite "eexcitatrice principale") , commandant la vitesse de rotation de la génératrice, à la cette fourniture du courant d'excitation à cette génératrice;
la dite "excitatrice de réglage " comporte deux enroulements induc- teurs dont l'un est couplé en parallèle aveo ses bornes de sor- tie et l'autre est relié aux bornes de sortie de l'excitatrice principale,
Le dit enroulement qui est relié aux bornes de sortie de l'excitatrice principale ¯peut être relié en série à la connexion de couplage de ces bornes de sortie avec l'inducteur (ou enroulement d'excitation) de la génératrice;
dans ce cas d'une part l'enroulemetn inducteur shunt de l'excitatrice de réglage (comprenant de préférence une résistance variable couplée en série avec lui) doit être tel que, à pleine vitesse, la tension aux bornes de sortie de 1'excitatrice de réglage, dûe au ohamp produit par cet enroulement, soit inférieure à celle de l'excitatrice principale;
d'autre part l'autre enroua lement inducteur, c'est-à-dir celui qui est relié aux bornes
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de sortie de 1'excitatrice principale (comprenant de préférence une résistance variable couplée en parallèle avec lui) doit être tel que le passage au travers de cet enroulement du courant d'exoitation de l'inducteur de la génératrice, provenant de l'excitatrice principale, augmente le champ de l'excitatrice de réglage de façon à rendre la tension aux bornes de sortie de cette dernière égale à celle d 1'excitatrice principale.
On s'est rendu compte qu'il y a cependant intérêt, de préférenoe, à ce que celui des enroulements inducteurs de l'excitatrice de réglage qui doit être relié aux bornes de sortie de l'excitatrice principale se trouve branché directement sur les dites bornes de sortie.
On peut réaliser par exemple le couplage suivant pour les deux enroulements inducteurs de l'excitatrice de réglage : l'un(comprenant de préférence une résistance variable couplée en série avec lui) sera monté en parallè- le avec les bornes de sortie de la dite excitatrice (cet enroulement sera dénommé dans la suite, pour plus de clarté,"enroulement auto-excité" de l'excitatrice de réglage); l'autre des deux enroulements inducteurs en question (comprenant de préférence également une résis- tance variable couplée en série avec lui) sera couplé en parallèle avec les bornes de sortie de l'excitatrice principale (ce second enroulement sera dénommé dans la suite, pour plus de clarté, "enrolement séparément excité" de l'excitatrice de réglage),.
Quelle que soit , en tout état de cause, la façon dont l'enroulement inducteur de l'excitatrice de réglage qui doit être relié aux bornes de sortie de
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l'excitatrice principale est monté par rapport aux dites bornes de sortie, on comprend que les champs produits par les deux enroulements inducteurs de
1'excitatrice de réglage seront variables et que l'on pourra les faire varier grâce aux résistances variables dont ils sont munis;= de préférence;
en pratique 1'ex- citatrice de réglage sera réglée de telle sorte que l'excitation des deux enroulements inducteurs ait pour effet de rendre la tension aux bornes de sortie de la dite excitatrice de réglage égale à celle de l'excitatrice principale lorsque l'appareil d'enrou- lement marche à pleine vitesse-, Par suite, dans les conditions de marche à pleine vitesse, la sortie de courant de l'excitatrice de réglage sera dans les dite deux cas/"fotante" à travers l'excitatrice princi- pale et l'inducteur de la génératrice et il ne passera aucun courant dans le circuit de sortie de 1'excitatrice de réglage, 'On comprend également que la participation prise par l'excitatrice de,réglage, avec l'excitatrice principale,
à la fourniture - à la génératrice de son courant d'excitation, sera variable pour des conditions de vitesse différentes; l'excitatrice de réglage assura ainsi de larges possibilités.sur une grande marge, de réglage automatique, On s'est rendu compte, en pratique, que c'est le-second mode de couplage, de oe que l'on peut appeler "1'enroulement d'excitation de l'excitatrice principale pour l'excitatrice de -------- réglage", à savoir le couplage par, direct sur les bornes de sortie de,la dit exicatrice prin- cipale, qui permet d'obtenir la plus grande marge de réglage;
aussi trouvera-t-on beaucoup plus d'indications
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sur ce second mode de couplage que sur le premier au cours de la description qui va suivre.
Cette description, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple fera bien compren- dre comment l'invention peut être réalisée, les caractéristique qui ressortent tant desdessinsque du texte faisant bien entendu partie de l'invention .
La fig. 1 représente schématique,lent l'ensemble des circuits , appareils et connexions montés selon l'invention, l'enroulement inducteur "séparémant excité" de l'excitatrice de réglage étant couplé en série avec l'enroulement d'excitation de la génératrice.
La fig. 2 est un schéma du dit ensemble, l'enroulement en question de l'excitatrice de réglage étant cette fois couplé en parallèle avec l'enroulement d'excitation de la génératrice.
La fig. 3 représente séhématiquement l'appareillage et les connexions utilisés pour per- mettre l'inversion de marche, ainsi que la disposition des connexions dites de "suicide" (inducteur de la génératrice branché sur les bornes de sortie de cette génératrice) dans le cas d'une installation correspondant au mode de couplage de la fig. 2.
La fig. 4 est un schéma du montage et du. couplage de moyens de protection.
La fig. 5 représente schématiquement une installation comportant en fait une combinaison des appareillages des figures 3 et 4.
Dans toutes les figres des dessins l'on utilisera toujours les mêmes références pour désigner
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les marnes élément,%; on se servira de certaines lettres accouplées (par exemple A,B et X, Y) pour désinger des éléments où points nterconnectés ainsi qu'on le comprendra facilement à la lecture de la description.et des dessins, 'on le voit sur les deux figures 1 et 2 la génératrice usuelle G avec son enroulement d'excitation G F a son rotor qui tourne solidairement avec celui d'une excitatrice M E dite "excitatrice principale";
le moteur de la machine d'extraction ou moteurs.d'enroulement, indiqué en M, avec son enroulement d'exctain M F, a son rotor qui tourne solidairement de celui d'une excittrice C E dite "excitatrice de réglage" Dans chaque cas, un enroulement d'excitation CFS est couplé en parallèle avec les bornes de sortie de la dite excitatrice de réglage C E et également dans les deux cas cet enrou- lement shunt CFS est relié en série à une résistance variable CFSR Dans le cas de la fi2 une résistance variable supplémentaire OR est montée en série sur le circuit de sortie de l'excitatrice de réglage CE Dans les deux cas de même les bornes de sortie de'la génératrice G sont reliées, comme indiqué en petits traits,
aux balais d'entrée de courant du moteur M et les bornes de sortie de l'excitatrice de réglage CE sont branchées sur 1'inducteur formé par l'enroulement d'excitation GF de la génératrice.
Dans le cas de la fig. l, les bornes de sortie de l'excitatrice principale ME sont branchées directement sur l'enroulement d'excitation MF du moteur d'enroulement M et elles sont reliées - par
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l'intermédiaire d'un interrupteur de courant CB de l'enroulement MEF que l'on peut appeler'l'enroulement d'excitation de l'excitatrice de réglage CE "pour l'excitatrice principale" et du rhéostat de réglage WLC du système Ward-Léonard- à l'inducteur GF de la génératrice (et par suite à l'enroulement d'exci- tation shunt CFS et aux bornes de sortie de l'exei- tatrice de réglage CE}; une résistance variable MEFR est branchée sur l'enroulement d'excitation MEF de l'excitatrice de réglage CE.
Comme on l'a indiqué oidessus, le circuit de sortie de cette dernière, peut être qualifié, dans les conditions normales de marche à pleine vitesse, de "flottant" à travers l'induc- teur GF de la génératrice. on comprend, cependant, que lorsque le tambour d'enroulement et par conséquent aussi le moteur M et l'excitatrice de réglage CE sont au repos, cette dernière constitue une faible résistance branchée sur la résistance relativement élevée de l'enroulement d'excitation GF de la géné- ratrice.
Par suite, une fois le rhéostat de réglage WLC mis, comme au démarrage du tambour d'enroulement, en une position quelconque déterminée, le courant venant de L'excitatrice principale ME se trouve réparti proportionnellement entre l'inducteur GF de la génératrice et l'excitatrice de réglage CE.
En conséquence la tension produite sur l'inducteur GF de la génératrice augmentera progressivement jusqu'à ce que le moteur d'enroulement et donc aussi l'exoi- tatrice de réglage CE marchent à une vitesse corres- pondant à la position particulière donnée au rhéostat
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de réglage. c'est ainsi que, dans le cas de la fig.l, le taux d'accélération se trouve déterminé par les oaraotéristiques de l'excitatrice de! réglage CE, qui peuvent être, au moyen des résistances variables CFSR et BEER, réglées elles-mêmes antre certaines limites comme on le désira.
Il n'y a pas de risque qu'il vienne à passer un excès de courant, provenant de l'excitatrice principale ME, par l'excitatrice de réglage CE et par l'inducteur GF de la génératrice, dans le oas où le rhéostat de réglage se trouverait mis en position incorrecte, à un moment quelconque, pendant la période \ d'accélération, notamment en une position correspondant à une vitesse trop élevée qui provoquerait une aocé- effet lération excessive, en un tel risque d'excès de cou- rant est empêché par l'interrupteur CB, qui est établi de manière à s'ouvrir dès qu'il passe un peu plus de courant que celui correspondant à la pleine excitation de l'enroulement GF de la génératrice.
Il n'y a qu'une très faible proportion (correspondant à la différence de résistance que présentent l'excitatrice de réglage GE et l'inducteur GF de la génératrice) d'un tel excès de courant qui puisse,en venant de l'excitatrice principale ME, passer par l'enroulement GF; par suite la tension aux bornes de sortie de la génératrice ne peut pas s'élever assez pour devenir dangereuse.
On comprend également que si, le tambour d'enroulement tournant à pleine vitesse, le rhéostat de réglage est ramené en arrière (par exemple à une position correspondant à une vitesse plus faible), le champ d'excitaion de la génératrice se trouve empêché de subir un amoindrissement correspondant; au
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contraire il se trouvera, grâce cu courant provenant de l'excitatrice de réglage CE, sensiblement maintenu, si ce n'est toutefois aveo un voltage légèrement plus bas ;
la raison en est que le courant d'excitation de l'excitatrice de réglage CE s'est trouvé réduit dans l'enroulement de champ MEF de celle-ci, en allant de l'excitatrice principale à l'inducteur de la d'un supplément génératrice, du fait de l'insertion/de résistance dans ce oirouit, à l'endroit du rhéostat de réglage WLC, Par suite le champ d'excitation de la génératrice ne subit que la seule diminution d'intensité qui correspond à la diminution de la vitesse du tambour d'enroulement, et par conséquent de l'excitatrice de réglage, jusqu'à ce que la tension aux bornes de sortie de cette dernière se trouve abaissée à la valeur de celle de l'excitatrice principale pour la nouvelle position du rhéostat de réglage.
On conçoit évidemment que si - tandis que le tambour d'enroulement tourne à pleine vitesse - le rhéostat de réglage se trouve brusquement amené en position d'ouverture ou de repos, le courant dans l'enroulement d'excitation MEF de l'excitatrice de réglage se trouve arrêté, mais l'enroulement d'exci- tation GF de la génératrice continue à recevoir du courant de l'excitatrice de réglage, sous une tension inférieure à celle de l'excitatrice principale, en raison de ce que seul est alors alimenté l'enroulement de champ CES de l'excitatrice de réglage, par suite la tension aux bornes de la génératrice G se trouvera réduite et le moteur d'enroulement M ralentira sa marche, en même temps que l'excitatrice de réglage;
en
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conséquence le courant de sortie aux bornes de l'excita- trice de réglage et par conséquent aussi le courant
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d'excitation de la génératrioa deviendront plus faibles et la vitesse du tambour d'enroulement décroîtra doucement et progressivement Jusqu'au moment où l'on pourra faire agir les freins mécaniques usuels pour l'arrêter.
Revenant plue particulièrement à l'exemple
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de schéma, éleottiqu,,40nué sur la fig. 2, comme indiqué ci-dessus, l'enroulement d'excitation shunt CFS de l'excitatrice de réglage CE sera qualifié, pour plus
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de clarté, d'enroulement d'exoitation ttauto-exoitén; l'autre enroulement d'excitation prévu pour ltexoitgtri- ce principale et indiqué en MEF, de l'excitatrice de
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réglage, sera qualifié d'enroulement "séparément excité , Ce dernier enroulement MEF relié à une résistance variable MEER montée en série avec lui, est branché directement sur les bornes de sortie de l'excitatrice
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principale ME;
eelles-ai sont allés-mêmes branchées, par l'intermédiaire du rhéostat de réglage usuel WLC, sur l'enroulement d'excitation GF de la génératrice (et
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par conséquent sur l'enroulement "auto-excité" et les bornes de sortie de l'oxcjMatrioe de réglage CE), L'en- roulement d'excitation NF du moteur M est également branché directeraibt sur ies bornes de sortie de ltexci- ta tri ce principale.
En praique dans le cas de la fig. 2
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l'exo1tatr1oe de réglage est mise au point de telle sorte que, pour la marche à pleine vitesse du tambour
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d'enroulement, la tension am. bornes de la dite excita" trice est la même que colle del'excitatrice principale.
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Dans ces conditions, comme indiqué ci-dessus, le oourant de sortie de l'excitatrice de réglage est "f;pttant" sur le circuit de sortie de l'excitatrice principale et l'inducteur de la génératrice. Si alors, pour une raison quelconque,le rhéostat de réglage WLC se trouve amené à --- une position correspondant à une vitesse plus faible du tambour d'enroulement, la tension d'alimentation de l'inducteur GF de la génératrice n'en est pas moins empêchée de tomber brus- quement à la valeur correspondant à la nouvelle posi- tion donnée au rhéostat de réglage;en effet la tension à laquelle est soumis l'inducteur G.
F de la génératrice se trouve maintenue par l'excitatrice de réglage CE'et la tension aux bornes de cette dernière ne s'abaisse que légèrement, cet abaissement étant dù à ce que le cou- rant est alors fourni par ses bornes de sortie à l'in- ducteur GF, commençant ainsi le ralentissement. Le ralentissement du tambour d'enroulement doit, bien entendu, s'effectuer doucement et progressivement jusqu'à ce que soit atteinte la vitesse qui correspond à la nouvelle position du rhéostat de réglage.
L'amenée de ce dernier en position"d'ouverture" ou la liaison de de repos a pour effet de couper/l'excitatice princi- paleMEavecl'enroulement d'excitation GF de la généra- trice, cet enroulement étant alors alimenté par l'ex- citatrice de réglage CE seule ; si cette dernière alimentait l'inducteur GF sous la même tension que oelle de l'excitatrice principale ME, il n'y aurait
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pas moins de courant qui passerait à travers cet inducteur GF, et par conséquent il ne se produirait pas de diminution de là vitesse du tambour d'enroule-
Cependant ment, / la tension aux bornes de l'excitatrice de réglage, CE n'est égale à celle de l'excitatrice principale NE que lorsqu'il n'y a pas de courant qui arrive aux bornes de sortie, de la dite excitatrice de réglage;
- par conséquent le courant se trouve alors immédiatement emprunté à cette excitatrice, dont la tension aux bornes tombe en raison de l'effet de la résistance que présentent boa bornes de sortie de 1'excitatrice de réglage et d'une autre résistance GR, variable, montée en série avec elle; il en résulte qu'il passe d'autant moins de courant dans l'inducteur GF de la génératrice. De ce fait le moteur d'enroulement M se trouve assurer une sorte de "re tour de courant et il s'ensuit un ralenti ssement du tambour d'enroulement, en même temps: que de l'excitatrice de réglage CE, dont la tension aux bornes poursuit sa chute en conséquence; ce qui a pour effet de continuer à réduire la quantité de courant dans l'inducteur de la génératrice, et ainsi de suite.
Toute la manoeuvre opératoire s'effectue de façon progressive et la vitesse du tambour d'enrou- lement subit une réduction régulière jusqu'au moment où l'on peut faire agir facilement les freins mécaniques usuels (non représentés) pour mettre le tambour d'enroulement à l'arrêt.
Plus la valeur
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de la résistance OR montée en série sur les bornes de sortie de l'excitatrice de réglage est élevée, plus le taux de ralentissement, s'effectuant de la façon indiquée ci-dessus, devient fort; en effet une augmentation de la résistance en question accroît la chute de tension à laquelle est soumis l'inducteur GF de la génératrice, en raison du passage du courant par la dite résistance OR et par les bornes de sortie de l'excitatrice de réglage, et le courant de "récupération" produit par le moteur d'enroulement M devient d'autant plus fort.
Par suite, en faisant varies* convenablement la résistance CR montée sur le circuit de sortie de l'excitatrice de réglage, on arrive à réaliser très facilement tout taux de ralentissement que l'on désire. pour obtenir avec certitude que le ralentissement produit soit relativement doux, c'est-à- dire graduel, régulier, permanent et exempt d'à-coups, il est nécessaire que le courant de "retour" du moteur d'enroulement M reste sensiblement oonstant pendant toute la période de cette "récupération" de courant.
Pour qu'il en soit ainsi, le voltage produit par la génératrice principale G doit diminuer suivant une allure sensiblement constante. Il ne s'ensuit pas, cependant, que le courant passant par l'inducteur de la génératrice GF doive également diminuer suivant une allure constante, car il faut tenir compte du degré de saturation magnétique dans le système d'excitation de la génératrice G, aussi bien que de toute variation de vitesse de cette dernière pendant le ralentissement
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du tambour d'enroulement.
Par exemple, dans lé cas d'une génératrice ne présentant qu'un faible degré de saturation et qui est entraînée à une vitesse constante sans volant et sans régulateur de glissement, le courant de l'inducteur devra diminuer suivant une allure sensiblement constante; par contre la courbe représentant les variations du courant de l'inducteur, en fonotion du temps de ralentissement, dans le cas d'une génératrice à haut degré de saturation cet entraînée par un moteur muni d'un volant et d'un régulateur de glissement, compor- fera un minimum très accentué au point de chute au-dessous d'une ligne.droite joignant ses extrémités.
On comprend que l'on arrive à réaliser n'importe laquelle de ces conditions que l'on peut désirer en faisant varier le rapport de la self à l'excitation séparée de l'excitatrice de 'réglage prévue conformé- ment à l'invention. on comprend que l'on peut se servir des résistances. variables en question pour faire fonctionner l'excitatrice de réglage CE soit entiè- rement avec aut-exoitation, soit entièrement avec excitation séparée;
ou, aussi bien, par exemple, pour alimenter le champ total de la d@te excitatrice de réglage CE pour 40% par excitation séparée et pour 60% par auto-excitation, C'est ainsi que l'on peut faire varier ou choisir à volonté l'allure de la courbe du courant de sortie tracée en fonction de la vitesse de rotation de la machine lorsque ses bornes de sortie sont reliées à une résistance constante;
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l'allure en question sera celle d'une ligne droite dans le cas où. le fonctionnement aura lieu entiè- rement avec excitation séparée et sera celle d'une courbe à courbure maxima. lorsque le champ sera entièrement à auto-excitation.
En ce qui concerne maintenant l'accélé- ration, lorsque le tambour d'enroulement est au repos, il n'y a pas de tension aux bornes de sortie de l'excitatrice de réglage CE, qui constitue alors une résistance faible branchée sur l'inducteur GF de la génératrice. Le rhéostat de réglage WLC étant placé dans une position déterminée, le courant venant de l'excitatrice principale ME passe alors en partie par l'inducteur GF de la génératrice et en partie par l'excitatrice de réglage CE (par ses bornes de sortie), lorsque la vitesse du moteur d'en- roulement M augmente,la résistance effective de la dite excitatrice de réglage augmente (en raison de la force contre-électromotrice qui s'y trouve produite) et par suite la tension à laquelle est soumise l'in- ducteur GF de la génératrice et le courant passant par ce dernier augmentent, jusqu'au moment où,
le moteur M ayant atteint une vitesse correspondant à la position occupée par le rhéostat de réglage, un état d'équilibre se trouve réalisé entre l'excitatrice principale ME et l'excitatrice de réglage CE.
On comprend qu'à chaque valeur de la vitesse du moteur d'enroulement M correspond une valeur déter- minée de la résistance effective ou apparente de l'excitatrice de réglage CE. ----------------------
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Le courant d'accélération fourni par la génératrloe G au moteur IL dépend de l'allure de l'augmentation de courant dans l'inducteur de cette génératrice et oe Courant est inversement proportionnel à celui passant
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par ltexcitatrice de réglage CE; le rapport corres- pondant dépend de la résistance de l'inda tear,GF de la génératrice et de la résistance effective de l'exal- te-trioe de réglage 03 à un m-omant donné quelconque.
Il serait donc possible de déplaoer le rhéostat de réglage WLC trop loin,dans la direction avant ou. direction de
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i'ao é14ration,poar assurer encore la protection néaes- saire étant donné la faible résistance apparente de l'excitatrice de réglage CE. Ce risque est évité ici
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pa4linterposition, sur le eirau-lt allant de l'excitatri- ce principale à 7,t egaittr3oe de réglage 03, de 1'interrupteux de courant 013j qui est prévu de manière à ouvrir le circuit pour toute valeur déterminée du courut et à limiter ainsi en fait le courant maximum
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susceptible de venir-M'. de 1 egai,ta.trise principale.
Cet agencement présente un avantage considérable sur l'insertion usuelle de dispositifs de déclenchement sur les circuits d'induit de la, génératrice et du moteur
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d'enrouementJ car aveq ces moyens usuels le circuit ne se trouve coupé que lorsque passe.le courant de suraharge effectif, et il peut en résulter des détériorions des commutateurs et des organes contacteurs, balais et frotteurs, des machinas en question, ainsi qu'un gros effort de fatigua ou de sérieux à-coups pour le câble
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drenrQuement.Att contraire, dans l'appareillage établi aonfornément à l'invention, au moment où le aottrut pas- sât par l'Qxoitatr1qe de rdglége CE vient atteindre la limite admise et provoquer la manoeuvre de linter- rupteur,
le courant qui passe dans l'Inducteur GF de
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la génératrice sa trouvera encore à une valeur basse en raison du décalage dû au retard inductif que présente la dite génératrice. De cette façon le courant d'aooélé- ration principal se trouvera encore à une valeur conve- nable pour la protection au moment où le circuit sera coupé.
On comprend que plus la résistance effective de l'excitatrice de réglage CE est élevée, dans des con- ditions fixes, plus la proportion de courant qui vient, à partir de l'excitatrice principale HE, passer par l'in- ducteur GF de la génératrice est elle-même grande; et plus cette proportion est grande, plus le courant d'accé- lération sera fort et plus le temps d'accélération sera faible; de morne aussi, comme décrit ci-dessus, plus le temps de ralentissement sera faible. On peut ainsi régler l'allure de l'accélération ainsi que du ralentissement en faisant varier convenablement la résistance des bornes de sortie ou du circuit d'induit de l'excitatrice de réglage CE; on se sert à cet effet de la résistance variable CR.
On peut s'arranger, si on le désire, pour faire varier cette résistance GR automatiquement par des moyens (non représentés) commandés à partir de l'indica- teur usuel de position des cages, de manière à compenser les variations qui se produisent relativement au couple entre le début et la fin d'un enroulement.
Dans des installations Ward-Leonard habituelles, pour pouvoir inverser le sens de rotation du tambour d'enroulement, il est nécessaire de prévoir des.moyens d'inversion des connexions allant de l'excitatrice principale à l'inducteur de la génératrice, pour une ins- tallation électrique conforme à la présente invention il est nécessaire de rendre inversables dans leur ensemble les connexions de l'inducteur GF de la génératrice et de l'induit de l'execitatrice de réglage; la polarité des
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bornes de sortie de cette excitatrice jt;
automati- quement inversée par le fait qu'elle se' trouve alors actionnée en sens inverse par le moteur d'enroulements fIn a.¯r¯o, dans Ie,oes oit le rhéostat de réglage du système Mrçl-leo4arcl est déplace jusqu'au point neutre ou, Ou$ le QIkÉ d'uh freinage provoqué par l'intervention do moyens de secours, il est essentiel que les connexions entre 1, indtptsur de la génératrice et ,exoia,tr.os de
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restent
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rêglege/telles qu'elles étaient lorsque les circonstances envisagées se sont proâu3;tas.
Il est ,uécess,,re en outre qu'il n'y ait- pns (1qus le eireult de contacts gle "suloiclen, branchant 1'induateur de la gënératyioe etxl'aisemble des bornes de sortie de excitatrice de réglage sur les bor- nos de sortie de la génératrice principale, tant que la
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vitesse du. tambour d'enroulement ne j'est pas abaissée
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à une valeur prêdêterminée, Za figure 3 montre le schéma des circuits électri- ques cltune installation remplissant les conditions en question doms la cas de .' ut .li s t, an d'un appareillage
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conforme à la figurer L'ensemble des bornes de sortie
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de l'excitatrice de réglage 03 et l'ensemble de celles do 1'inducteur GP de le.
génératrice sont couplés -.j et (B)
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en parallèle l'un avec l'autre et également aveo deux
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secteurs SI et Sa respeçttvemente dont est pourvu le rhëos" tat de rég.age: ainsi quc., en outre, tveo des points correspondants confaoteurs ILS1 appartenant sste- a 0 rres nfonci oontactourg MS1 ppartsnant Éeau- comm tatears r4e.4Et;? à enclenchement À±gl-IL$2, Le rhéostat de rdgl*9e:'a son bras de contact prz,noipa3 ,7. qui est mobile sçh.d.i,remert d'un second bre.8 de contact CAS de manière va coopérer, lorsque la
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rhéostat est mis en position, avec l'un ou. l'autre de
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doux secteurs SS1 et SS3 respectivement.
L'excitatrice principale mye est du type à tension constante et ses o
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bornes de sortie sont reliées à/des barres omnibus BB positive et négative et par suite à l'enroulement de champ " séparément exoité" MEF de l'excitatrice de ré-
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glege3 CE, La barre BB positive est reliée par l'inter- médiaire de l'interrupteur de circuit OBI, .aux extré- mités Stdj&oentes des élénts de résistance usuels du rhéostat de réglage WLC. La bras de contact GAZ est re- lié à la b&rre BB positive et la barre BB négative est
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reliée à des points convenablement choisis des ..ôoimita-. too.rsa enclenchement ILS1-ILS2. Les deux seatsurs SS1 et SSZ sont reliés également à des points convenablement OhOisiijJ.11i et ILS3.
Les bornes d'en- trée de courant du moteur (l'enroulement M et par consê- quent aussi les bornes de sortie de courant de la géné- ratrice G sont reliées à des points détermines de 1'en-
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semble des contacteurs ILS2. En outra irextréraité posi- tive de l'enroulement d'excitation CES de l'excitatrice de réglage CE est reliée à des points correspondants des
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âomxàut4tewsà enclenchement ILSI-ILS2.
Le rhéostat de réglage WW e les deux ensembles de ' ontao%eurs ILSI, ILS± de ces con4eatelirs sont représentés dans leurs posi- tions neutres ou positions de repos, qus lesdits aontac- tours tendent à prendre sous l'action de contrepoids ou de ressorts,
Le fonctionnement d'une installation électrique ainsi établie est le suivant: Lorsque le bras de contact CAl du rhéostat de réglage WLC est déplacé de manière
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à relier la barre BB positive au. secteur SI, ae dernier établit alors la liaison des pôles correspondants (A)
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de 11inducteur GF de la génératrice ansi que des bornes de l'excitatrice -de réglage avec la barre Bob positive.
Le seateux SSZ se trouvera égalewent relié à cette der- nière barre et en plus il se trouvera relié , par l'interaédiatra du contaoten#olsire' du aoIJ1)n)t-t:.eUl"
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ILSS e t-d t uE+. 4tâ relais a, à lq barre BB négative. I!GzoîtatQJ2 ainsi réalisée du relais RI a pour effet d'amener le /@Qflhtjµ##Qr I%g1 à la position "fermé" et ce dernier assure alors la liaison nécessaire des antree pôie8 (B) de 7 t irdu eur GY de la génératri-
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ce et des bornes de 1'excitatrice de réglage avec la
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barre ç3 négative.
De même le déplacement do. bras de oontot GAl du rh4ostat nCe effectué de manière 4 re- lier le secteur 8% de se dernier à la barre BB posi%1- va,aura pour effet de relier lesdits pôles (Bt'4e 1#i,ndu,our GF et des bornes de lîexoitatrioe CE à la 'barre BB positive. le bras do contact GAZ reliant alors le secteur SS1 à la barre BB positive établit ou même temps sa liaison, par l'intermëdiaire du, aontaeteur unipolairs du ant5u-- ILS1 et d'an enroulement 6-e relais PZj avec la barra BD.négative. L'excitation de ce relais R8 a pour effet d-tamenar le C#psHjxmn* ILSS à la position "ferme" et il en résulte que les autres pzies (A) de l'inàaateur GF et des bornes due sortie'de l'excitatriseOEse trouvent alors reliés à la barre BB
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négative.
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Ainsi qu'il est ig&toud sur la figulve 3, avec l'inducteur GF de la génératrice et les boxaes de ilez- aitatrias de réglage CE est oonpié eh parallèle l'on-. roulement d;uta troisième relais-R3,# Oedornier entre donc en action chaque fois que la tension de l'oxoita- trioe de réglage C$ dopasse une valeur prédéterminée, cette action du. relais Rs telle qu'il maintient les deux Bêcheurs SS3 'en liaison avoo la barre BB posi- tive; cette- liaison se troage ainsi assurée aussi bien dans la o.o où le rhéoatat VtB!? est rais en position
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neutre que dans le .cas contraire.
Le relais R3 ne main-
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tient .cependant pas les deux enroulements de relais Rl
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et ES 9xoité9;en effet,comme il a été appliqué ci-dessus
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avant l'entrée en aotion dudit relais R3, l'un ou l'au- tre des commutateurs ILSl, ILS± s'est trouvé amené à la position "fermé", interrompant ainsi la liaison établie entre l'un ou l'autre desdits relais Rl, R2 et le secteur correspondant SS1 ou SS2 suivant le cas, ainsi qui aveo le contact mbbile positif du relais R3. Il doit être entendu que tous les bras de contact de chacun des com- mutateurs à enclenchement se déplacent solidairement.
On va supposer maintenant que le tambour d'en- roulement tourne, dans une direction ou dans l'autre sui- vant que le bras de contact CAl relie le secteur Sl ou le secteur S2 à la barre BB positive, et qua ledit bras de contact CAl est amené à la position neutre représentée.
On va prendre le cas, pour plus de simplicité de la des- cription,où ce bras de contact CAl a établi au préalable la liaison du secteur 81 avec ladite barre BB positive.
Le relais Rl ayant ainsi amené le commutateur ILSl à la position @ fermé " continuera 4 être excité et à mainte- nir ce commutateur ---- dans la position "fermé". le relais R3 restera en effet fermé jusqu'à ce que la tension aux bornes de l'excitatrice de réglage (tension qui est pro- portionnelle à la vitesse du tambour d'enroulement) se soit abaissée jusqu'à une valeur prédéterminée.
A ce mo- ment le relais R3 s'ouvrira, désexcitant ainsi le relais R1, et les oontacteurs ILSl setrouveront ramenés à leurposi- tion de repos; on voit qu'alors les bornes de sortie de la génératrice G se trouvent branchées (couplage de "suicide") de la manière qui convient sur l'inducteur GF de la génératrice et sur,les bornes de sortie de l'ex- citatrice de réglage.
on comprend que,, indépendamment de l'inversion nécessaire des connexions des bornes de l'excitatrice de réglage et de l'inducteur GF de la génératrice, l'ex- trémité positive de 1,'enroulement d'excitation SES de
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ladite excitatrice de réglage doit néanmoins toujours
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être reliée à ceux des ples (à) ou zij des bornes do l'excitatrice de réglage et de l'inducteur GF qui sont positifs à tout moment. On comprend également que lors-
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que les- Imalt ILS8 occupent leurs positions de repos, l'extrémité en question de l'enroulement or$ ces,
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se trouve d.ëoonneotée et lorsque l'un ou l'autra <ejc¯oij*, rôutatettrs ILS1, 11.33,
se trouve amené à 1.% position llee=ên, laçlite extrémité cLe l'enroulement Qàl8 se trou- vera. reliée à oelu-i Sas secteurs SI, Sa du rhéostat qui est alors relie à la barre BB positive.
Gomme on peut s'en rendre compta, les figures 1 et 2 et leur description font comprendre le fonction- nement des moyens essentiels que comporte l'invention pour
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deux exemples de réalisation différents mais ce (leen2 et cette description ne vont pas au-delà'de l'explication du mode de fonctionnement de l'invention qui s'applique au cas où. le tambour d'enroulement tourne dans un seul sens,
On peut se rendre compte également que la descrip-
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tion ci-dessus relativement à la figure 3 permet dîox- pliquer comment un appareillage électrique tel que celui représenté sur la figure 2 est établi et agencé pour pouvoir fonctionner dans les deux sans et comment sont
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prévues les connexions usuelles de "suicide" et les tpmsu4t'eteurs enclenchement néoassaires- pour permettre au freinage par récupération de s'effectuer doucement et progressivement jusqu'à ce que la vitesse dans l'un ou l'autre sens se trouve,réduite de façon sensible,
.Il convient maintenant d'expliquer la manière dont le frein à solénoïde usuel -qui lorsqu'il cesse
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ci 18 t re se assurer le fonctionnement des freins mécaniques- cesse d'être alimenté lorsque la vi- tasse a été'réduite par le frelnç;ge 4 récupération; Il convient d'expliquer également la manière dont les moyens de secours assurentautomatiquement le freinage par
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récupération chaque fois que la chose est possible et mécaniquement dans les cas seulement où les moyens de secours ne permettent pas d'utiliser le freinage par récupération.
En ce qui concerne le schéma électrique de la figure 4 et l'installation représentée schématiquement sur la figure 5, on a prévu ici un relais BSR qui comman- de l'alimentation d'un frein à solénoïde BS à partir des barres omnibus BB positive et négative . Ce relais BSR comporte deux enroulements, dont l'excitation de l'un ou de l'autre tend à maintenir ledit relais fermé. Les extrémités connectées de ces enroulements sont négatives et sont reliées par l'intermédiaire de divers moyens; autrement que par récupération, -freinage dit décrits plus loin, pour provoquer le freinage/sans récupération",-à la barre BB qui est négative; il est nécessaire en effet, pour provoquer le freinage sans récupération, que les deux enroulements du relais BSR se trouvent désexcités.
L'un des enroulements VV de ce relais BSR est relié par son autre extrémité à ltextré- mité positive de l'enroulement d'excitation CFS de l'ex- citatrice de réglage CE; par conséquent cet enroulement se trouve en fait branché sur les bornes de sortie de l'excitatrice de réglage CE et son excitation variera en fonction de la tension aux bornes de sortie de ladite excitatrice CE exactement de la même façon que dans le cas du relais R3. L'autre enroulement R du relais BSR est relié, par l'intermédiaire d'un interrupteur de circuit, CB2, -accouplé avec l'interrupteur de circuit CBl de façon à s'ouvrir et se fermer avec lui- , à la barre BB posi- tive.
Le double interrupteur de circuit CBl -CB2 ainsi établi est commandé par un enroulement CBR couplé en série avec un certain --------------------------------
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nombre d'élémenta, décrits plus loin, pour provoquer le freinage par récupération dans diverses conditions, par 1'intermédiaire de l'enroulement R du relais BSR.
On comprend que, quel que soit le
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moment ou s'effectue un freinage, c'est-à-dire dans tous les cas de freinage, l'inducteur Gr de la génératri- ce: doit être désapouplé d'avec l'excitat'rioe principale ME, cTa qui s'effectue grâces à la désexcita tien de enroulement GBR, assurant par suite l'ouverture du double interrupteur de circuit CB1- CB2. que s'eu rend compte tous les dispositifs de secours se trouvent montés effectivement en série avec les enroulements du relaie CBR Pour le freinage sans récupération, les deux enroulements VV et R du relais BSR doivent être désexcites pour déclencher le frein à.
solénoïde BS et par suite le commu- le
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%ypõeçpoy%àù%p4qngKàtr>##9Nflç%Qelaio de renfort kX#R.p14yU pour l'excitation du moteur et le relais SOSR prevuaveo convertisseur pour maximum de vitesse branché s par le conducteur négatif commune sur les
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deux enroulements du relale-B$R,
Pour le freinage par récupération l'en- roulement R du relais BSR doit ê tre désexcite et son autre enroulement (qui'est branché sur l'enroulement d'excitation CES de l'excitatrice de réglage CE et
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par conséquent sur les bornes de sortie de c6%%qlBgniéie)
doit rester connecte de façon à maintenir le relais BSR formé jusqu'à ce que la tension de l'excitatrice
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de réglage.0 et par conséquent la vitesse de rota- tion du tambour d'enroulement, se trouve abaissée à
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une valeur appropriée au freinage mécanique.
L'enrou- lement en question R du relais BSR est désexcité par l'ouverture de l'interrupteur de circuit CB2 (simul- tanée de l'ouverture de l'interrupteur CB1); cette ouverture est elle-même réalisée grâce à la désexcita- tion de l'enroulement CBR effectuée par la manoeuvre du bouton-poussoir de secours EPB; du relais OCR à maximum d'intensité, dont l'enroulement est relié dans le circuit à l'inducteur de la génératrice GF à partir de l'excitatrice principale ME; du relais de renfort à courant alternatif ACFR, dont l'enroulement est relié ,dans le circuit d'alimentation, à un moteur à courant alternatif ACM (voir fig.5) qui entraîne la génératrice G et l'excitatrice principale ME;
du relais de surcharge OLR, dont l'enroulement est branché sur le circuit entre les bornes de sortie de la géné- ratrice G et les bornes d'entrée de courant du moteur d'enroulement M; ou bien du relais -pour le tambour, maximum de vitesse du/oe dernier relais agissant, comme on le comprend, lorsque le tambour d'enroulement tourne à une vitesse excessive.
Chacun des organes électriques OWS, MEER, COSR, qui provoquent ou amorcent le freinage sans récupération, et chacun des organes électriques EPB, OCR, ACFR, OLR et OSWR, qui provo- quent ou amoroent le freinage par récupération dans des conditions de secours ne sont représentés sur la figure 4 que pour autant qu'il s'agit des interruptions de circuit s'y rapportant; ils sont par contre repré- sentés sur la fig. 5 d'une manière plus complète et dans leurs positions appropriées sur le circuit prin0 cipal; on voit sur cette fig.5 les deux circuits de
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la figure 3 et de la figure 4 combinés sous la forme d'une installation complète.
On comprend que l'enroulement CBR dont l'excitation maintient fermé le double interrupteur de circuit: CBl-CB2 se trouve excita en fait par l'inter- médiaira de l'interrupteur de circuit CB1 et que, sous 1'effet de la désexcitation du dit enroulement CBR et de l'ouverture qui s'ensuit del'interrupteur de circuit CB1.l'enroulement CBR se trouve déconnecté de la barre BB qui est positive, pour permettre la réexitation de cet enroulement CBR afin.de ramener en position de fermeture l'interrupteur de circuit CB1-CB2, pr liaison temporaire de l'enroulement CBR à la barre positive indépendamment de l'interrupteur de circuit CB1, il est prévu un bouton-poussoir (voir fig.5) de remise en position.
dont la manoeuvre court-circuite l'interrupteur CB1.
Les connexions électriques que comporte une installation complète établie sur la base des dispositions dont les caractéristiques essentielles ont été décrites avec référence à la figure 1, apparai- tront clairement aux gens du métier.
Les effets réalisés par une installation conforme à l'invention sont les mêmes que ceux des cames déjà utilisées antérieurement aux extrémités de fin et de début d'enroulement, mais les manoeuvres s'effectuent ici de façon tout à fait indépendante de la position de la sage ou autre charge à commander, et en outre le levier du rhéostat de réglage peut être mis au point rapidement et de toute façon voulue sans effet préjudiciable.
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Il va de soi que l'on peut apporter toutes modifications de formes de réalisation aux appareillages et connexions électri- ques qui ont été décrits ci-dessus sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1 - Appareil d'enroulement électrique de machines d'ex- traction, notamment pour les mines; à système du genre WARD-LEONARD, caractérise par le fait qu'il comporte, en plus de l'excitatrice principale accouplée mécaniquement avec la génératrice de manière à tourner avec cette dernière, une excitatrice de réglage qui d'une part est accouplée mécaniquement avec le moteur proprement dit de la machine d'extraction ou moteur d'enroulement de manière à tourner à une vitesse égale ou proportionnelle à celle dudit mo- teur, et qui d'autre part est couplée sur le circuit électrique de manière à participer avec l'excitatrice principale à l'alimentation en courant d'excitation,de la génératrice,
ladite excitatrice de réglage étant pourvue de deux enroulements de champ dont l'un est couplé en parallèle avec ses bornes de sortie et l'autre relié aux bornes de l'excitatrice principale.
2 - Appareil d'enroulement électrique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que celui des enroulements de l'ex- citatrice de réglage qui est relié aux bornes de l'excitatrice principale est monté en série sur le circuit reliant lesdites bornes à l'enroulement d'excitation de la. génératrice.
3 - Appareil d'enroulement électrique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'enroulement de l'excitatrice de réglage qui est relié aux bornes de l'excitatrice principale est branché ou shnnté sur celles-ci.
4 - Appareil enroulement électrique selon les reven- dications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que, avec l'un ou l'autre des enroulements de l'excitatrice de ---------------------------