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" Perfectionnements dans les appareils de contrôle électroniques" L'invention concerne des appareils de contrôle électroniques destinés plus particulièrement au contrôle de la tension et de la vitesse d'une matière lors de son déroule- ment de tambours ou de rouleaux ou de son enroulement sur ceux-ci .
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Parti! les différents objets de invention, il faut citer l'établissement de noyens sûrs pour obtenir une vitesse linéaire et une tension uniformes de la matière qui est dérou-
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lée en vue îttàh traitement et enroulée ensuite, les diamètres de déroulement et d'enroulement diminuant et augmentant gra- duellement pendant lf op0rution dedéroule.-,.ent et a.'enroulement respectivement;
l'établissement de moyens du genre décrit réglant élU to:nati que"i6J:t et progressi ve,l18n le couple sur le diamètre àteiirouleient, de façon do réduire celui-ci pour un diamètre d r enroulement plus petit et à, augmenter celui-ci pour un diamètre dT enroule.nent plus grand; l'établissement àtappareils du genre décrit travaillant au début de L'opération d'enroulement indépendamment du contrôle exercé par l'opéra- teur; et 1T établi sseent d'appareils dece genre dans lesquels une construction donnée est applicable à une large variété de tiatières nééessitant des' tensions très différentes, sans eüger une modification de la construction. D'autres objets ressorti- ront ci-après, et encore d'autres objets seront indiqués dans la suite.
L'invention comprend un moteur entraînant un tambour
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par intermédiaire d'un accouplement électrique a glissement, avec des moyens pour contrôler l'alimentation de l'enroulement d'excitation de l'aocoupleitient correspondant à la modification du glissement de l'accouplement provoqué par une modification de la vitesse angulaire du tambour à la suite de la variation du diamètre de la matière sur le tambour.
Les dessins ci-annexés représentent un mode de réa- lisation possible de l'invention.
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La fiv. 1 est un schéma mécanique et électrique représentant dans leur ensemble les relations entre les piffé- rents éléments utilisés.
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La fig. 2 est un schéma de montage complet de l'une des unités de contrôle représentées à la fig I.
La fig. 3 est un schéma de montage d'un circuit redresseur principal I.
La fig.4 est un schéma de montage d'un circuit d'alimentation de tension de base II et d'un circuit III for- ment un pont basculant et relié au premier circuit.
La fig. 5 est un schéma de quatre circuits de con- trôle IV, v, VI et VII.
La fig. 6 est un diagramme explicatif, mais pas à l'échelle, du fonctionnement de certains tubes redresseurs.
La fig. 7 est un diagramme similaire à celui de la fig. 6 montrant les résultats de certains réglages des résis- tances et,
La fig. 8 est un tracé montrant'les relations entre la vitesse, le couple et les conditions électriques sous cer- taines conditions de fonctionnement*
Les mêmesréférences indiquent les éléments corres- pondants'sur tous les dessins.
Il est souvent nécessaire de traiter une matière enroulée, en la déroulant d'un tambour, en la passant à travers une machine de traitement et en l'enroulant ensuite sur un autre tambour.
En 1'cccunence, la matière du tambour duquel elle est déroulée, peut être supposée comme .étant de la matière brute et celle sur le tambour sur lequel elleest enroulée comme étant de la matière.travaillée. Entre temps, elle passe à tra- vers la maohine de traitement qui peut être par exemple un laminoir,.une calandre ou autre.
Deux problèmes principaux se posent. Ltun est de
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retarder le tambour débitant la matière brute de facon à lui maintenir une tension appropriée et uniforme et l'autre est d'en- rouler la matière finie dans des conditions lui maintenant une tension appropriée et uniforme. Il est ainsi désirable oue le couple appliqué à un tambour diminue quandle diamètre d'enroule- ment est petit, et augmente quand le diamètre d'enroulement aug- mente. Etant donné que la matière qui s'enroule applique, en effet, un bras de levier croissant à la matière sous tension, il est évident Due, pour une tension ou force constante sur le bras devenu plus long, le couple appliqué doit augmenter quand la matière est enroulée sur un tambour enrouleur.
De même, quand la matière est déroulée d'un tambour dérouleur, le couple de retar- dement doit diminuer constamment au fur et à mesure que la matière se déroule. Toutes ces opérations doivent s'effectuer, de pre- rence à une certaine vitesse linéaire constante qui constitue la .valeur optimum pour la machine de traitement. Les valeurs de la tension optimum désirée sont différentes pour chaque matière à traiter.
En référence plus particulièrement à la fig. I, une machine P pour le traitement d'une matière est entraînée par un moteur triphasé PM par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraîne- ment mécanique approprié qui comprend un arbre d'entraînement DS.
Le moteur est alimenté par les conducteurs L-1, L-2 L-3 d'un circuit triphasé de 60 périodes, Un interrupteur principal SW-6 contrôle l'alimentation totale de ce circuit de courant alternatif
En UW-I se trouve un tambour dérouleur portant sur son noyau UW-C des spires WO d'une matière brute Cette matière R1 passe à travers la machine de traitement F et en sort sous la forme de matière finie FM oui passe aux spires WU sur un noyau WP-C d'un tambour enrouleur ou tambour de matière finieWP-I Les deux tambours UW-I et WP-I tournent dans le sens des aiguilles?
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d'une montre. La. machine 3? entraine IJii-1, 1!L agissant comme une connexion flexible.
WP-I est entraîné pour maintenir la tension sur FM
Le tambour WP-I est entraîné par l'intermédiaire d'un arbre OP-2 de l'élément inducteur F-2 d'un accouplement à glis-
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sement à courant de Foucault Z. Le tambour induit EA-'3 de l'accouplement à glissement est entraîné,à l'aide d'un moteur à courant alternatif WM alimenté parlerait circuit â courant altier- natif.
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CB-I représente d'une façon générale un dispositif de contrôle électronique comportant les circuits électroniques décrits ci-après.
Ce dispositif a pour but de contrôler le champ électro-magnétique de l'élément inducteur F-2 de l'accouplement à glissement EC-2 de façon à augmenter ou à diminuer le couplage magnétique en contrôlant ainsi le glissement et, partant, la vitesse et le couple transmis, comme il sera expliqué ci-après, le circuit électronique du dispositif de contrôle GB-I est ali- menté par ledit circuit à courant alternatif.
Il est relié à
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l'enroulement de l'élément inducteur F-2 par le circuit GB-2 et les bagues collectives CB.3 Le glissement entre Itarmature BA-2 et l'élément inducteur F-2 de l'accouplement EC.2augmente uand la force du champ diminue et vice-versa* L'armature E-2 tourne plus vite que l'élément inducteur F-2 dans le sens de rotation
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de l'arbre OP- Z, pour l'opération de l'enroulement, Cette direct tion sera désignée ci-après comme la direction avant. L'acre Ope entraîne un générateur de courant alternatif QN-3 relié à CB3..
Le tambour UVi-1 est entraîné dans le sens avant par le déroulement de la matière brute Rm Pour maintenir une tension appropriée sur cette matière retirée, un freinage est exercé à l'aide d'un deuxième accouplement à glissement à courant de
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Foucault C0-W ayant une armature E-1 entrainée dans le sens
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arrière par in moteur h% 1. L'accouplement CC-W comprend un élément inducteur F-1 relie au tambour UW-1 à l'aide d'un arbre 0-1.
Etant donné que l'élément inducteur F-i tourne dans le même sens que l'élément inducteur F-2, et que l'arma- ture .E,#-.I est entraînée dans le sens arrière par le moteur PW. un freinage est exercé psr Rà-1 sur F-1, tant que l'élément inducteur x''-I est alimenté. ainsi, le couple du moteur PW est ut'ilisé pour freiner Uïl-I de façon à maintenir une tension dans la matière brute Rm
Comme indinué, le moteur PW est également alimenté par le circuit à courant alternatif.
Un dispositif de contrôle
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électionique¯OB-4 est alimenté par ledit circuit à courant alternatif et contrôle à son tour le circuit de l'élément in- ducteur 3 -1 ( voir ligne Cd-b et bagues collectives CB-5 ) Le générateur GN-3 est entraîne par l'arbre OP-let relié électri- queiuent à CB-4:. i.a phase 1-1 du circuit à courant alternatif alimente les transformateurs de courant T-IO qui alimentent les unités de contrôle CB-4 et GB-I respectivement. Un généra-
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teur de courant alternatif S-N-1 entraîné par la machine P est branché de façon à alimenter les deux unités CB-4 et CB-I.
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La fi-. 2 représente le schéma des éléments de l'unité de contrôle CB-1. tant donne que les éléments de la boîte de contrôle CB-4 fonctionnent suivant les mêmes prinipes
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que ceux de la boite C73-l,, une désertion détaillée de cette dernière est suffisante pour permettre de comprendre complète- ment l'invention. Ce circuit comprend les sept parties princ- paies suivantes, en référence à la fig. 2:
I) un circuit principal de redresseur courant continu I ( fig. 3) :
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2) un circuit pri,nnipal d-'alimentàtion 'ou.de) tension de
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base II avec les filtres et régulatueurs habituels pour fournir une tension constante ( fige 4):
3) un circuit de pont basculant III ( fig.4):
4) un circuit de tension étalon réglable à la main IV fige 5)
5) un circuit auxiliaire de tension étalon contrôlé par la vitesse de la machine V(fig.5):
6) un circuit de contrôle de vitesse d'accouplement VI ( fig.5): et
7) un circuit de contrôle du couple de l'accouplement VII fige 5)
Les circuits'!! et V, ainsi que les circuits 11 et VIIsont branchés de telle façon que leurs tensions sont en sérbe, mais les tensions résultantes de IV et V, d'une part, et de VI et !!Et d'autre part, sont en opposition. En outre, les- circuits V et / ou VII peuvent être coupés à volonté sans chan- ger l'opposition des tensions résiduelles. Ceci sera expliqué di-après.
Le circuit principal redresseur 1 comprend un trans formateur T-I ayant un enroulement primaire ,relié au circuit de courant alternatif par les lignes L-2 et L-3 Le secondaire S de ce transformateur T-I est relié, à ses extrémités 'opposées aux anodes d'une paire de tubes redresseurs à trois éléments à grille de contrôle, à cathode chaude à remplissage de gaz I et 2 du type monoanodique. Ces tubes demandent une pension de grille appropriée pour s'amorcer. Ils sont caractérisés en ce que la grille de chaque tube peut amorcer le courant anodique, mais ne peut pas le couper* Toutefois, quand la tension anodi que alternative passe par zéro, le courant stéteint automatique ment.
L'effet de la grille est d'amorcer le tube respectif à un point ou un autre de la courbe de la tension anodique de courant
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alternatif, pendant une alternance. La valeur du courant continu moyen qui passe, est déterminée par l'action de la grille. Un tube amplificateur bi-anodique 3 dans le circuit de pont basculant III provoque l'amorçage alternatif des tubes I et 2, dont les anodes sont reliées aux grilles des tubes et 2 re spectivement.
Une pise médiane I2 du secondaire S est reliée à une extrémité de 1'enroulement inducteur CL de l'accouplement à glissement EC-2 L'enroulement CL se trouve dans l'accouple- ment à glissement EC-2 qui est représente- schématiquement à la partie inférieure .le la figure. L'enroulement CL a été représenté deux fois pour ne pas compliquer le schéma. A la partie supérieure du schéma, cet enroulement est placé dans le circuit, tandis que, à la partie inférieure, on n'a indiqué que sa position mécanique par rapport à l'élément inducteur F-2 sans montrer son branchement dans le circuit.
L'autre extrémité de l'enroulement inducteur CL est reliée à la prise médiane 13 d'un transformateur T-2 dont le primaire est branché aux lignes L-I et L-2 Les extrémités opposées du secondaire du transformateur T-2 sont branchées en parallèle aux cathodes des tubes I et 2 respectivement. Le contrôle des tubes 1 et 3 est effectué par des grilles G-I et G-2 respectivement. Des résistances R-I limitent le courant passant à travers les grilles, de telle façon que celles-ci son; essentiellement contrôlées par la tension provenant des anodes du tube 3. Lorsque les tubes 1 et 2 s'amorcent ( ce qu se produit à tour de rôle, comme il sera expliqué ci-après), les anodes fournissent alternativement du courant continu aux extrémités opposées du secondaire S.
Ainsi, du courant continu passe de la prise médiane 12 du transformateur T-I à travers l'enroulement OL et à la prise mediane 13 du transformateur T-2
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Le courant alternatif fourni au circuit I par le secondaire du transformateur T-2 parvient aux cathodes des tubes et 1 et 2/est redressé pour fournir ledit courant continu. L'ali- mentation du transformateur T-2 qui s'effectue à travers les lignes L-I, L-2, est déphasée de 120 par rapport à celle du transformatue T-I Le résultat de ce montage sera expliqué en connexion avec d'autres 'éléments du circuit,,-
Il ressort de ce qui précède que le secondaire S du transformateur T-1 applique une tension alternative aux anodes des tubes I et 2.
Chaque fois, que la grille G-I et l'anode du tube 1 sont suffisamment positives, sa cathode laisse passer un courant vers l'anode et à travers l'enroulement d'accouplement
GL Ainsi, ce'tube devient-un redresseur à une alternance. Le fonctionnement du tube 3¯ est similaire mais alterne avec celui du tube I. Les flèches en traits pleins de la fig.3 représentent le. courant des électrons, quand ceux-ci passent à travers le tube 1.
Comme déjà Indiqué, le circuit II est un circuit principal de tension étalon. Par son intermédiaire, une tension étalon est produite pour établir un niveau de potentiel prinoi- pal pour contrôler les grilles des tubes redresseurs principaux
I et 2 Ge circuit de tension étalon II débute à une partie secondaire d'un transformateur T-5 qui est'alimenté par les lignes L-I et L-2 Un 'courant négatif redressé part, sous une tension donnée, de la cathode du tube 5 sous l'influence du transformateur T-5 ( voir les'flèches en traits pleins, fig.4).
. La cathode est chauffée par les connexions Xx provenant d'une partie secondaire d'un transformateur de chauffage T-3 qui est alimenté par les lignes L-2 et L-3 * Ainsi, une tension prove .nant de la prise médiane de T-5 est appliquée aux points 29,30 et ensuite au point 17. Ici, le circuit se subdivise, une partie
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de la tension étant- appliquée à travers larésistance R-5, et une partie étant appliquée à la cathode du tube amplificateur 3.
L'élément de chauffage de la cathode du tube 3 est relié à la partie secondaire ZZ dudit transformateur T-3. Ainsi, une tension est appliquée aux anodes dutube 3, et le circuit vers
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le tube 5 est complété à travers les résistances R-2, Ruz3, les points 15 et 31, la résistance R-6 et la self K-I pour revenir à la cathode du tube 5. le circuit est complété comme indiqué par les flèches en traits pleins de la fig 4.
quand une anode du tube 3 s'amorce*
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Le conuens4Lteur C-I, le tube à cathode froide 4 , la résistance R-6 et la self K-I sont branchés de façon à ef- fectuer un filtrage et un réglage de manière à maintenir cons- tante la tension appliouée aux circuits II et III. Le tube 4 fonctionne comme une dérivation régulateur de tension.
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La résistance R-5 est relié4 à la résistance R-4 au point lli La résistance R-4 est reliée au point 15. la prise médiane 13 du transformateur T-2 est reliée au point 14 entre les résistances R-5 et R-4. Les résistances R-5, R-4, le tube 3 et la résistance R-2 et R-3,considérés alternativement, consti- tuent un pont à travers leouel une tension est appliquée aux
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grilles G-1 et G-2 .
Le tube redresseur 3¯ possède des grilles G-3 et G-4 contrôlant le courant drélectrons négatifs vers ses anodes respectives, et les anodes respectives alimentent les grilles G-.I' et G-2 des tubes redresseurs JE et 2 respectivement, des résistances R-I étant branchées dans les circuits desdites grilles G-I et. G- . Ainsi, quand l'une des grilles 3-5 ou G-4 est négative par rapport à la cathode K-z au tube 3,lta:norae de l'anode respective est supprimé. Lorsque l'une -le ces grilles est positive par rapport à la cathode, l'anode 'correspondante
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du tube 3 s'amorce, Lorsque le tube 3 s'amorce, les électrons négatifs augmentent sur la grille G-I ou G-2 des tubes 1 ou 2,
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tendant à supprimer l'norçage du tube correspondant.
Lorsque la grille G-I ou G-2 est privée drélectrons négatifs, c'est-à-dire quand la partie correspondante du tube 3 ne s'amorce pas, la
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grille correspondante z ou G-2 devient positive par rapport à là cathode et le tube correspondant 3 ou 2 s'amorce. En résumé, les tubes 1. et 2 respectivement tendent à s'amorcer, ,quand les anodes correspondantes du tube 3 ne s'amorcent pas., et vice-versa.
Les grilles G-3 et G-4 tu (tube 3 sont alimentées
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par le secondaire d'un transformateur T-4 à travers les régais- tances R-14. Le primaire du transformateur T-4'est alimenté par le circuit cathodique qui est alimenté par le transformateur T-2 comme représenté à la fig. 2ê La tension dra morçage pour les grilles des tubes principaux I et @ est ainsi amplifiée par le.tube 3 qui est du type qui convient pour oet usage:
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Le transformateur T-4 applique aux grilles G-à3 et G-4 du tube amplificateur -de's tensions sinusô,dales 'déphasées de 180 l'une par rapport à l'autre, qui sont également déphasées de 120 par rapport aux tensions respectives appliquées aux anodes des tubes l'et 2, étant donné que le primaire du trans-
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formateur T-4 est alimenté par le secondaire du transformateur T-3* Il est à noter qug le transformateur T-3, qui alimente T est branché aux lignes H et L-3 de la ligne 'de courant alter- natif, tandis que le transformateur T-I,qui intéresse les tubes' et 2, est alimenté par les .lignes L-3' et L-3.
Comme il sera démontré ai-aprèsi les tensions sinusoïdales en,3 sont des.ondes superposées à une tension de contrôle-courant continu provenant des circuits IV, V, VI et VII, et appliquée au point 18 de T-4.
Ainsi la plus grande partie des ondes appliquées aux
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grilles G-I et G-2 est assez ;jlate, comme il sera. exposé ci..après.
Etant donné que des anodes et cathodes du tube 3 sont branchées sur le circuit II de la tension étalon, un courant continu corres- pondant à un courant monophasé redressé est fourni par le système II, les ondes étant contrôl$es alternativement par les grilles G-3 et G-4. Etant donné que le fonctionnement des grilles G-03 et G-4 transforme alternativement chaque moitié du tube 3 en redres- seur à une alternance, il est évident que chaque anode du tube laisse passer alternativement un courant correspondant à la ten- sion de courant alternatif développée par le transformateur T-4.
Par conséquent la forme du courant continu fourni par le circuit II à travers chaque anode du tube 3 est celle d'un courant cor- respondant à l'onde du transformateur T-4. Ainsi, l'amorçage se produit alternativement aux anodes du tube 3 , et cet amorçage contrôle les grilles G-I et G-2, alternativement et indépendam- ment.
Etant donné que les tubes principaux I et 2 peuvent seulement être amorcés and leur tension anodique est positive, l'amorçage doit avoir lieu pendant ce temps pour chaque tube ( voir fig. 6). On a représenté les tensions anodiques sinusoï- dales IOI, 102 appliquées aux tubes 1 et¯3¯, la tension pour le tube I en traits pleins et la tension pour le tube 2 en traits interrompus. La tension d'amorçage caractéristioue du tube I est représentée par la ligne en traits interrompus 103, et il est à noter que cette ligne en traits interrompus 103 réapparait en- dessous de 101 dans les périodes qui se succèdent. Les lignes en traits interrompus 104 représentent la tension d'aporcage corres- pondante dans les périodes concernant le tube 2.
Par conséquent, les lignes en traits interrompus montrent les tensions de grille nécessaire pour amorcer les tubes I et 2 . Les lignes 103 et 104. pour les tubes qui coopèrent, sont presque les mêmes, mais il faut
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s'attendre à quelques variations.. La ligne 106 en traits mixtes- représente .la tension courant continu à, pointer, mais , autrement assez plate, produite par la combinaison de la tension étalon courant continu au point 18 du transformateur T-4 et de la tension courant alternatif appliquée à la grille
G-3 du tube 3 par le même transformateur T-4.
La ligne en traits mixtes 107 correspond à la courbe pour la grille G-4
Les lignes courant continu 106 et 107 ont chacune une seule pointe sous chaque partie positive des. lignes ICI et 102 respectivement.
Il est encore à noter que les ondes 106, 107 sont inverses par rapport aux ondes 101,102 appliquées aux tubes
I et 2;,et représentent une série de conditions type courant continu à une alternance. Ces ondes 106 et 107 peuvent être déplacées vers le haut et vers le bas en réglant une résis- tance R-8a ( décrite ci-après) pour effectuer les différentes intersections d'amorçage avec les lignes 103 et 104 * Ceci dé- place la ligne de base courant continu L, qui représente la tension de contrôle courant continu en 18 de T-4 La fig.
7 représente le résultat d'un tel déplacement. Chaque fois ( fig. 6), que les courbes 106, 107 coupent les courbes des tensions d'amorçage caractéristiques 103 et 104, les tubes
1 et 3 samorcent ( voir les aires hachurées), et étant donné que les pointes des courbes 106 et 107 sont relativement ' raides et peuvent même être rendues plus raides qu'il est re présenté sur le dessin, il est possible de déplacer ces cour- bes à travers la plage latérale totale des tensions d'amor- cage 103,104, et ceci plus.efficacement et avec un contrôle' mieux déterminé du point d'amorçage des tubes.
La fig.- 7 représente le règlage supérieur maximum de L et l'amorçage plein des tubes I et 2, En plaçant les pointes des ondes
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106,107 de façon à couper les larges crêtes des courbes de
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tensions d'amorçage caractéristioues 103,104 et en les inveiu sant par rapport aux tensions anodiques IOI,IOZ appliquées aux tubes I et 2 , toute action d'une pointe de tension dtamo:r- cage sur l'autre est éliminée.
Par conséquent, toute tendance pour un soi-disant empiétement uans les tubes I et 3 est éliminée. Ceci augmente largement la vie des, tubes et évite un fonctionnement fautif tel qu'il était provoqué jusqu'ici par les courbes de tensions
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d\amorçage caractéristiquezdifférentes de tubes différents. Autrement dit, la plus grande partie de la courbe des tension d'amorçage 106 et 107 est plate, avec des pointes comme désiré. Ainsi, il n'est pas possible, comme jusqu'ici, que la tension d'amorçage ue courant alternatif appliquée coupe es-
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scntiellement à la fois la tension -l'atllorçae caractéristique entière ce qui, avec des tubes ma assortis, peut provoquer
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une surcha-e sensible de l'un deux.
Des essais effectués avec cette disposition indri- quent, que le contrôle des tubes est beaucoup plus exact que lors de l'utilisation d'une onde large de contrôle d'amorçage de 90 ayant une crête courbée et peu prononcée, comme utili
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sèe jusqu'ici. Ceci provient du fait, aue les deux tubes 1 et 2 dans le circuit monophasé blaniorcent essentiellement de la même façon grâce à la rapidité de l'approche entre les paires ae courbes 106, 103, 107, 104,, Contrairement aux conditions rencontrées Jusqu'ici,
les différences dans les courbes des
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tensions d'amorçage caractéristiques telles que I03 et I04 provoquent seulement un très faible déséauilibre de la charge supportée par les tubes 1 et 2
La prise médiane 18 du secondaire du transforma-' teur T-4 est reliée au circuit VII en 19, et la prise médiane
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du transformateur T-5 est reliée au circuit IV en 28 La tensionde circuits!! et V est branche en série avec la ten- sion provenant du poiht 29. Le oirouit IV est un circuit d'une tension étalon/réglable à la main et le circuit y est un circuit d:une tension étalon auxiliaire contrôlée par la vit'es 'se de la machine P.
Le cirouit IV comprend un transformateur d'alimenta- tion T-6 branché sur les lignes L-I et L-2 du circuit courant alternatif. Le circuit V est alimenté par un transformateur T-7 dont le primaire est 'alimenté par un générateur de courant alternatif. GN-I entraîné à l'aide d'une transmission mica- nique PT par la machine P. Le générateur GN-H produitune ten- si'on seulement quand la machine de traitement P est en marcher Lorsque la machine de traitement P est arrêtée, seul le cir- cuit!! de la paire IV et V alimentel'enroulement CI,* Le contrôle par le circuit IV pendant l'arrêt de la machine de traitement 2 a pour but de contrôler la tension dans la ma- tière dans des conditions statiques, Le potentiomètre R-8a avec le curseur 26a permet le réglage du contrôle par 1'opé- rateur.
Le circuit auxiliaire V a pour but de fournir une partie de la tension étalon totale quand la machine de trai tement fonctionne. On voit, que, lorsque la machine ± est arrêtée,.le générateur GN-I est arrêté, de telle faon que ce circuit V'ne fournit plus une partie de la tension, en produis sant ainsi une tension étalon plus basse. Par conséquent, la tension étalon totale, lors de. la marche de la maohine P, con.. siste en la somme des tensions des circuits IV et V, quand la machin e P fonctionne à la vitesse désirée, plus la tension provenant du point 29.
En' détail, le circuit IV comprend un tube redrs
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saur7 dont les anodes sont reliées audit transformateur
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T-6 qui est alimenté por les lignes L-I et L-'3. La prise médiane de ce transformateur T-6 est reliée aux potentio-
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mètres R-8 et R-8 a. Le 'potentiomètre R-8 est fixe, et le point 26 est placé sur R-8jar rapport au point 27 de telle façon que la tension minimum désirée est obtenue, ouand le circuit V ne
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fonctionne pas du fait de l'arrêt de la machine de traitement La résistance R-8a comprend un curseur 26 a actionné à la main pour le contrôle manuel de la tension prise sur le circuit IV.
Un interrupteur SW-3 à trois éléments comporte un contact nor-
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iiiz-leinent fermé en 28 et deux contacts normalement ouverts en 29a et 30a. Lorsque les deux contacts normalement ouverts 29a et 30a sont fermés et que le contact normalement ferme 28 est ouvert, la résistance R-8 est coupée et remplacée par le. résis- tance R-8a. D'autre part, lorsque les contacts en 29 a et 30a sont ouverts et que le contact en 28 est fermé, la résistance R-8 est en fonctionnement et 1a résistance R-8a est mise hors
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service. Le circuit IV partant du point 28 ou z se complètc à travers la résistance R-7 par la self k-2 et la cathode du tube 7.
Un condensateur 0-2 et un tube à cathode froide 6 ser- vent a maintenir constante la tension dans cecircuit. Les flè.
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ches en traits pleins ( voir fig. 5) dans le circuit IV montrent le trajet local dans ce circuit. Le tube 7 est chauffé par les connexions xx avec T-3
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Un uétail, le circuit Zut uébuLe aoi ",110..1e8 du tube 8 e'b se poursuit à travers le secondaire du transf prédateur T-7, par le point 23, la rs12túnce variable 9, le point 2.B, la .;:.. ±-A f:: :'e-. a.\'::':..:..e :.,."- -:'.Á -::. v:"¯=-:;'.::..J..r r'=....-":' le filtrage habituel en coopération avec la self k-4 Les flèches en traits pleins dans le circuit V( voir fig.5) jotent le trajet du courant dans ce circuit.
Un interrupteur SW-I a
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un contact normalement ouvert 31 et un contact normalement fermé 32 Par la fermeture du contact 31 et l'ouverture de 32 le conducteur de débit LD du circuit IV est relié directement à la borne 22 du circuit Vi Ceci isole le circuit V2 Le tube 8 est chauffé par!! de T-3
Comme-indiqué, les tensions provenant des¯ circuits IV et V et du point 29 sont en opposition avec les tensions produites par les circuits VI et.!!! ou par l'un deux. Ces tensions provenant de IV, V et 29 sont toutes dirigées vers le point 22 et passent de celui-ci- aux grilles G-3 et G-4 du tube 3 par la résistance.
R-10, le point 21, la résistance variable R-1 ( ou éléments d'interrupteur SW-2a), prise médiane 18 du transformateur T-4 et les résistances R-I4. Sur les fig. 2 et 5, les tensions provenant du point 29'et allant vers 22 sont représentées par des flèches en traits interrompus. Au delà du point 22 vers la droiteet vers 18 la somme des tensions pro- venant de IV, V et 29 est indiquée par des flèches en traits mixtes*
En détail, le circuit VI est constitué par un tube redresseur 9, dont les anodes sont reliées au secondaire d'un transformateur T-8. Le primaire du transformateur T-8 est alimenté par un générateur à tension variable GN¯2 entraîné par l'élément inducteur F-2 de l'accouplement Eg-2 par exemple;
La tension provenant de la prise médiane du secondaire du transformateur T-8 est fournie au poin 22en opposition avec la tension provenant des circuits IV et V Le circuit VI est fermé à travers la résistance R-10, le point 21 et la cathode du tube 9. Le condensateur C-4 sert au filtrage habituel.
La circulation locale est représentée par les flèches ondulées ( fig* 5). L'élément de chauffage ,de la cathode du tube 9 est alimenté par la connexion YY du secondaire dubransformateur
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de chauffage T-3 Ainsi, le circuit VI, tout comme le cir- cuit V, ne dépend pas pour son alimentation d'une ligne de courant alternatif, mais de la vitesse d'un générateur indé- pendante à savoir GN-2
En détall, le circuit VII est constitué par un tube redresseur 10 dont les.
anodes sont relises au secondaire d'un transformateur T-9.La prise médiane d'un secondaire de ce transformateuT-9 est reliée au point20, le circuitétant complété à travers la résistance R-11 et le point 19 vers la cathode du tube 10,le condensateur c-5 servant au filtrage.
Ici aussi, la circulation locale est représentée peu:' des flèches ondulées. La tension du circuit VII a la même direction que la tension provenant du circuit VI, et la somme de ces deux ten- sions est en opposition avec la somme des tensions en série pro- venant des circuits IV et V et dû-point 29. Le point 19 du circuit VII est relié à la prise médiane 18 lu secondaire du transformateur T-4 à travers un élément normalement fermé b d'un interrupteur SW-2 Cet élément d'interrupteur est shunté par un élément normalement ouvert a du même interrupteur SW-2 Ainsi, le circuit VII peut être isolé par l'ouverture de l'élé - ment d'interrupteur b et la fermeture de l'élément d'intsrup0- teur a.
Le tube 10 est chauffé par YY de T-3.
Le primaire du transformaateur T-9 est alimenté par un circuità courant alternatif à l'aide de moyens agences de façon à fournir une tension provenant du circuit VII qui est essentiellement une fonction linéaire 6u couple développé par le moteur à courant alternatif WM Ceci est obtenu par un transformateur de courant T-IO dont le primaire est branché dans la ligne L-3 et dont le secondire alimenté le primaire du transformateur T-9 . La résistance R-15 est branchée sur le secondaire du transformateur T-10 * Ceci 'constitue une charge*
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Le primaire du transformateur de tension T-II est branché sur les lignes L-I et 1-2 du circuit de courant alter- natif.
La résistance P-I3 est branchée sur le secondaire de ce transformateur et a une prise variable 33 reliée au secondaire du transformateur T-10. Le point 34.du transformateur T-II est relié à la prise variable 32 dtune résistance R-I2.Par un ré- glage approprié des résistances R-12 et R-I3, on peut obtenir que le transformateur T-II compense la composante du courant provoqué dans le transformateur T-10 par le courant magnéti sant du moteur WM Le transformateur T-II est branché de telle façon, et 32 et 33 sont -réglées de telle manière, que la tension engendrée par T-II annule la tension produite par le transforma- teur T-10 quand le moteur fonctionne à vide. Ainsi,
la courbe charge-ampères du moteur'est essentiellement une ligne droite de façon à corriger le facteur de puissance. Le circuit entre les transformateurs T-9, T-10 et T-II peut être considéré comme une composante dtun circuit transformateur dans le circuit de con- trôle VII pour obtenir une fonction linéai.re entre 1a tension eh
T-9 et le couple au moteur WM Le potentiomètre R-I3 est celui qui compense le courant magnétisant, et R-12 modifie lu pente de la fonction linéaire tension-courant.'
Etant donné que le courant appelé dans la ligne L-3 par le moteur WM est pratiquement proportionnel au couple du moteur, et que le transformateur T-II compense le courant magné- tisant, le contrôle n'est pas influencé par le courant magnéti- sânt, et la tension débitée par le transformateur T-9 est, par conséquent,
essentiellement proportionnelle au couple, du moteur*
Les moteurs WM PW et PM fonctionnent à vitesse constate et sont du type à induction. L'armatirue EA-2 .le 1'ao- couplement EC-2 tourne plus vite que 1''inducteur F-2 et que
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l'arbre CP¯2. Ainsi, la vitesse ffidxi"JuEJ du tambour 'J,19-1 est toujours inférieure d la vites,.se tair!zun "¯u moteur "IGV?.
P,,,r conséquent, indépendamment de la vitesse contrôlee, EA-.:3 tend à tourner plus vite nue l'élément i''-3 et à produire ainsi uns tension dans la matière finis ¯ La vitee 3, laquelle ltârbre OP-2 peut toanier, est déterminée par le rrsjLme auquel la nJ<.:.'vi è 1'e ±S.l ewt débi- tée par la machine 1,. L'iccoailement Li courant e FOUCDUl rc-3 glisse sous ltüLßuercF du couple qui augmente nuand le glissement ontre F-Z et '!'.-3 augmente, l'ar conséquent, la vitesse à la Matière FM contrôle réellement la vitesse du tambour "2-1 tt l'accouplement à courant de Foucault EC-3 a jour but :?üil,licpuer une tension cOl1stu.nte à la matière.
Ceci niczcsite un réglage du couple produit rar 1T:""CcOi.è1,lement 30-3. 00 couple doit t ,.u.en taa l'.tol,ortiol1ncllcGlent partir =rani faible valeur e;'.l:....nJ- lu matière débute sur li :1ü.i&U 0, vers une valeur 1>lu# àlev<c a la partie finales Autre- ment dit, le couple applique doit aU;:lE;nt;;l' suivant une ianc- tion linéaire lors ,le l'enroulement de la matière.
Les circuits It II et III considérés indépendamment de tout autre circuit ont des constantes telles que lestibes I et 2 st(;,fúorçj.nt en alimentant ainsi l'enroulement CL. Ceci est dû au fait que les points T6 st 16a du pont sont nomia- plus positifs eue le point de pont 14, par exemple û'crrriron 75 volts. Autrement dit, les griller G-I et Q.:.2 des tubes 1 ct 2 sont maintenues positives pour amorcer ces tubes. Ceci correspond à ur. certain couple dans l'acooupbment EC-.3 et à une certaine vitesse du noyau du tambour VJP-1 La tension étalon produite par la combinaison des circuits IV ut V tend ,U88i à amorcer les tubes I et 2 et à augmenter l'excitation de 1'a<ccouplei.ient.
Ceci est dû au fait
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qu'un potentiel négatif est appliqué par ces circuits aux gril.les G-3 et G-4 du tube 3 Ceci donne au tube 3 une pola- risation de coupure en privant ainsi les grilles G-I et G-2 des tabes I et 2 dtélectrons négatifs.
L'amorçage des tubes
I et 2 est proportionnel à l'action du circuit IV ou du cireuit IV plus V
Etant sonné .que les circuits VI et VII sont branchas de telle façon que leurs potentiels individuels s'additionnent, et que la somme de ceux-ci est en opposition avec les potentiels des circuits IV et V, la tension prove- nant des circuits VI et VII tend à arrêter l'amorçage des tubes I et 2, ce qui explique l'action de contrôle de ces circuits VI et VII..Autrement dit,
les circuits VI et VII tendent à rendre les grilles G-3 et G-4 du-tube 3 plus posi- tives en favorisant ainsi l'amorçage du tube 3 qui alimente les grilles G-I et G-2 des tubes 1 et 2 proportionnellement à la suppression du potentiel négatif.
Quand l'opération d'enroulement commence avec un tambour WP-I pratiquement vide, la vitesse du tambour doit- . être la vitesse de marche maximum correspôndant à la vitesse. de la machine de traitement. Au début, le tambour! .::.!. s'ao- célère à la vitesse nécessàire pour tenir la.matière Boas tension. Cette vitesse maximum est obtenue par l'action du circuit IV dans lequel R-8 est réglé-de façon à assurer ce résultat.
Lorsque le tabour accumule de la matière à une vitesse lineaire constante de celle-ci, la vitesse angulaire du tambour a tendance à diminuer et le glissement de l'accoue plement EG-3 augmente* Une augmentation du glissement de l'accouplement ralentit le générateur GN-2 ce qui réduit les plus-values,fournies par celui-ci aux grilles G-3 et G-4 du tube 3.
Ceci réduit l'amorçage du tube 3 augmentant ainsi le .
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débit des tubes 1 et2 Ceci renforce le couplage de l'accouplement et augmente le couple appliqué de façon à es- sayer de mainteuir 1a tension appropriée en FM, en tenant compte du brus de levier augmente par le diamètre roissant du tambour. Toutefois, à cause @es caractéristiques glisse- nient-couple propres de l'accouplement, cette modification du couple ne doit pas être nécessairement celle oui est utile pour nintenir la tension constante dans la matière.
Tout commencement de variation de la tension en FM modifie le couple applique par FM a la partie enroulée WU à un dia- mètre donné de celui-ci.
Un commencement d'augmentation de la tension par exemple augmente le couple, et un commencement de diminution de la tension de Fm diminue le couple appliqué à la partie enroulée* Ces modifications du couple sont naturellement transmises au moteur WM Le besoin d'un couple accru par exemple demanda au moteur WM à cause d'une augmentation de la tension en Fm provooue un appel de courant plus fort du moteur, cn augmentant ainsi le débit supplémentaire du cir- cuit VII dans les grilles G-3 et G-4 . Ceci augmente 1'amor- çage du tube 3 et rend plus négatives les grillcs G-I et G-2 en réduisant ainsi l'amorçage des tubes I et 2.
Ceci a pour résultat une alimentation diminuée de l'enroulement ,le 1'aco- couplement et une augmentation au glissement de l'accouple- ment aiminuant ainsi-le couple appliqué au tambour et corri- geant le commencementd'augmentation de là tension de FM Si la tension en FM avait tendance à diminuer, le fonctionne- ment serait inverse de ce qui vient d'être décrit.
Il s'ensuit donc qu'une diminution de la vitesse du tambour due à l'augmentation du diamètre de la partie enroulée WU réduit automatiquement le fonctionnement du cir-
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cuit VI ce qui a pour effet de serrer graduellement le couplage et d'augmenter le couple du'moteur.suivant le bras de levier croissant de la partie enroulée WU;mais'le commencement d'une modification du' couple réactif due au commencement d'une modifi- cation de la tension en FM est corrigé par l'action du circuit VII, étant donné que l'action de ce circuit VII est indépendante- des caractéristiques glissement-couple de l'accouplement en per- mettant ainsi la correction de tout écart indésirable de cette caractéristique de la valeur désirée.
Il est encore à noter, .que, au fur et à mesure de l'établissement de la. partie enroulée Wu, le circuit VI- fournit moins de la tension de contrôle, à cause de la diminution de la vitesse de GN-2 tandis que le circuit VII en fournit davantage.
De cette façon, les circuits IV et ? et le circuit VI constituent les circuits de contrôle d'égalisation principaux quand l'enroulement commence. Lors de la continuation de l'en- roulement,.le circuit VII fournit une partie plus grande de la tension de contrôle directrice, et le circuit VI en fournit moins.
En principe, le circuit VI est utilisé pour établir une vitesse plafond pour éviter que le tambour tourne trop vite quand 11 enroulement de la matière sur le noyau commence;. ensuite, ce circuit est responsable de ce qui peut être'appelé l'augmenta* tion appropriée du couple appliqué a-u tambour quand le bras de levier augmente ( pour une force tangentielle constante appliquée à FM);
le circuit VII est prévu pour la modification du couple provenant d'un commencement de variation de la tension de FM et corrige ces-variations indépendamment de toute caractéristie que glissement-couple indésirable del'accouplement Qondiséré d'un autre point. de vue, le circuit VI fournit une partiede plus en plus faible de la tension contrô- lant l'amorçage des tubes 1 et 2 et le circuit VII en fournit
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de plus" en plus, au fur et a mesure de l'avance du traite- ment. Ainsi, après le début du traitement le circuit VI, qui, au début, déterminait, la vitesse plafond pour le moyau vide, passe graduellement son eontrôle au circuit' VII.
La vitesse de marche et la vitesse d'engagement peu- vent être réglées par les deux potentiomètres R-8 et R-8a dans le circuit IV, R-8 contrôlant la vitesse de marche et R-8a la vitesse d'enroulement. La manipulation de SW-3 templace les connexions pour la vitesse d'engagement par celles pour la vitesse de marche, en coupant R-8a et en branchant R-8.
L'interrupteur Sw-I est utilisé pour éliminer le circuit V Sous certaines conditions, on nta pas besoin d'un contrôle dépend'ant de la machine de traitement, maisd'un .contrôle ma- nuel de la vitesse à l'aide du potentiomètre R-8, indépendam- ment de la vitesse de la matière. A cet effet, on peut action ner l'interrupteur SW-I pour couper le circuit V. De même, le circuit de contrôle du couple VII peut être débranché à l'aide de l'interrupteur SW-2 Il peut être désirable, de commencer par une vitesse d'engagement faible. Dans ce cas, la résis- tance R-8a est temporairement branchée, et la machine de traitement fonctionne à faible vitesse.
La matière est alors engagée à travers P et amenée au noyau du tambour d'enroule- ment WP-I et, après auelcucs tours, la résistance de la petite vitesse P-8a est. coupée et la résistance R-8 est bran- chée. La machine de traitement est alors amenée à sa vitesse de marche, à laquelle le dispositif de contrôla de la tensim fonctionne, étant donné que les circuits V et VII sont branchés.
Il ressort de ce qui précède, que les circuit, VI et !Il coopèrent, dont l'un ( circuit VI) est sensible à la vitesse en augmentant le couple suivant une fonction linéaire quand le tambour ralentit, tandis vue l'autre ( circuit VII)
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est.sensible à l'appel du courant du moteur et tend à contrô- ler le couple suivant une fonction linéaire correspondant au couple demandé.
En ce qui concerne le tambour dérouleur UW-I, son système de contrôle est essentiellement le même que celui du tambour WP-I. La seule différence consiste en ce que- le moteur Pw est entraîné en sens contraire de celui de l'arbre OP-I de façon à poùvoir appliquer la tension nécessaire à la matière brute RM déroulée du tambour UW-I Le deuxième circuit de l'unité GB-4 maintient la diminution graduelle nécessaire du couple.de déroulement lors-d'une augmentation du glissement inverse.Dans ce cas, le circuit VI (alimenté par le générateur accéléré GN-3) fournit graduellement une partiecroissante d e .la tension fournieau début par le cir- cuit VII. Ceci est dû au fait que le générateur GN-3 s'ac- célère quand le diamètre de la partie enroulée WO diminue.
Au début, l'appel de courant du moteur!! est élevé, de telle façon qu'au début le circuit VII fournit dans son action de contrôle la partie principale-de la tension de contrôle qui est graduellement de plus en plus fournie par le circuit Vi au fur et à mesura que le générateur GN-3 s'accélère; De cette façon, la couple applicué diminue, quand la partie déroulée devient-plus petite et tourne plus vite.
Pour le fonctionnement de l'unité de contrôle de déroulement GB-4 qui est le même que celui de 1'unité de contrôle d'enroulement CB-I, il faut noter que le-générateur désigné par GN-2sur les fig. 2 et 5 devient le générateur GN-3 et que l'accouplement désigné par EA-2sur ces figures devient l'accouplement EA-I De mime, le moteur WM devient le moteur PW.
La fig. 8 montre à titre d'exemple les relations
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entre la vitesse, le couple et les tendions Je contrôle pour le cas -que, ot le raon d'onroulement double du début jus- qutà la fin de l'opération dtenroulement en demandant ainsi un couple double pour maintenir une tension constante prédé- terminée. Les échelles pour la vitesse, le couple, les ampè- res et les volts ont été choisies de telle façon que les mêmes chiffres sur les différentes échelles représentent les valeurs de plusieurs fonctions.
GV est une droite de la tension du circuitVI alimenté par le générateur GN-2 ou Gn-3 suivant le cas. Il est rappelé, eue ces générateurs, qui sont contrôlés par les vitesses des tambours, fournissent aux unités de contrôle respectives GB-I et GB-4 des tensions proportionnelles aux vitesses des tambours respectifs. La tension débitée par le circuit VI tracée en fonction de la vitesse de WP-I est ainsi représentée par la ligne Gv
MA est une droite représentant la tension débitée par le circuit Vil .Il est rapleé que cettefonction liné- aire est due à la relation linéaire entre le courant appelé par le moteur et le couple de celui-ci.
Ainsi, la courbe MA représente la tension de VII en fonction du couple EC-2 nécessaire pour une tension constante*
La ligne horiazontale B représente un couple de base ou de noyau choisi nécessaire pour une tension désirée*
Z-2
Les lignes droites Z-1z-3 Z-4 et Z-5 sont les courbes couple-vitesse correspondant à des épaisseurs diffà- rentesde matère Leur pente augmente avec l'épaisseur de la matière. A une autre échelle,, elles représentent également la variation de tension nécessaire du transformateur T-10 pendant l'opération d'enroulement.
La courbe Z-I montre, par exemple, une vitesse de
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1000 tours minute pour le tambour WP-I, quand la partie enroulée !± débute sur le noyau WP-C. Ceci correspond au couple inférieur de 5. Elle montre également une vitesse de 500 tours minute du tambour quand la partie enroulée WU a doublé le diamètre ce qui correspond au couple .supérieur de 10 Etant donné que la courbe tension-vitesse GV est une droite, la variation graduelle de la vitesse de 1000 à 500 correspond à une diminution graduelle de 10 à 5 de la ten- sion fournie par le générateur GN-2 Il en résulte une chute de tension graduelle de 5 volts dans le circuit VI.
Ceci , est accompagné d'une montée graduelle de 5 volts dans le circuit VII où d'un échange des tensions entre VI et VII dans le rapport I:I Un autre exemple est fourni par la 1i- gne Z-4 une chute de 200 tours minute correspond à une chu te de 2 volts dans le circuit VI ( provoquée par une chute de la vitesse de 400 tourrs à 200 tours minute du'générateur
G-20Cette chute de 2 volts en VI est compensée par une montée de 2 volts de la tension du circuit VII.
Autrement dit, chaque perte de tension fournie par le circuit VI est compensée per un gain de tension égal fourni par le circuit VII, le rapport entre la perte et le gain étant toujours I:I Par conséquent, le couple appliqué monte proportionnellement à la chute de vitesse.
Le potentiomètre R-I2 détermine la valeur du cou- ple à un point de début ou de base donné représenté par la ligne B. Après avoir réglé le potentiomètre R-12 pour adap- ter le système à l'échange de 2 volts cité ci-dessus dans. le'deuxième exemple, on a seulement besoin de régler la variation de la tension débitée par le circuit VII de façon à compenser la variation de la tension débitée par le cir- cuit VI. Ceci est effectué en réglant le point I9a
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sur le potentiomètre R-.II . Un essai peut être fait en bran- chant des voltmètres sur les parties actives des résistances R-10 et R-11
Ainsi,
l'opérateur peut choisir un couple de base guelconue pour les conditions de démarrage sur le noyau WP-C ( représenté par la ligne B), et,en. ajustant le potentiomètre R-II, il peut régler la montée'de la tension du circuit VII ( provenant de la variation du couple) de fason à compenser la chute de tension du circuit VI ( provenant de la chute de la vitesse). Pendant tout ce temps, le circuit VII -exerce son contrôle prépondérant pour empêcher des- écarts du m.uple des valeurs nécessaires pour maintenir une tension constante. Il est encore à rappeler, qu'une vitesse plafond de base doit être déterminée en ajustant le potentiomètre R-8 au point de la vitesse maximum correspondant à un noyau WP-C vide au début de l'opération.
Comme autre exemple caractéristiaue, il est sup- posé que le fonctionnement doit s'effectuer dans des condi- tions correspondant à une matière pour laquelle 1a courbe Z-5 est désirable ( fig.8) Ceci correspond aux conditions suivantes:
I0 vitesse plafond du tambour au début - 200 t/m.
2) vitesse finale du tambour à la fin - 100 t/m
3) couple début au noyau WP-C - 5 unités.
4) couple final pour un rayon double du noyau - 10 unités
Pour obtenir ces conditions, le potentiomètre R-8 est réglé de façon d. obtenir une tension @ébitée du circuit N correspondant à une vitesse de :OU t/m. Ceci tient automati- ouement compte de la tension provenant du générateur GN-I actionné par la machine P. AUtrement dit, la vitesse de la machine P est un facteur qui règle la vitesse du tambour.
Le
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potentiomètre R-II est réglé de telle façon qu'un échange de I volt a lieu entre les circuits 6 et 7, le potentiomètre R-I2 étant réglé pour un point correspondant au nombre dxunités con- venable du courant du moteur, c-est-dire au nombre d'unités convenable du couple pour la tension désirée. Ceci correspond à 5 unités dans l'exemple considéré.
Tous les circuits sont alimentés quand la machine se met en marche. L'accouplement EC-2 accélère le tambour P-I jusqu'à, la vitesse nécessaire pour maintenir une tension dans la matière, laquelle est alors et dans la suite contrôlée par le circuit VII* Lorsque la vitesse diminue, le circuit VII prend aussi à sa charge la fourniture de la tension abandonnée par le circuit VI lors de son fonctionnement pour contrôler la vitesse.
REVENDICATIONS-
I) Appareil pour enrouler de la matière du genre dans lequel le diamètre des spires sur le tambour change cons- tamment quand le tambour tourne, comprenant un moteur entrai-' nant le tambour à l'aide d'un accouplement électrique à glisse- ment, avec des moyens pour contrôler l'alimentation de l'enrou- lement d'excitation de l'accouplement correspondant à la modi- fication du glissement de l'accouplement provoquée par tout changement de la vitesse angulaire du tambour provoqué par la variation du diamètre de la matière sur le tambour.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements in electronic control devices" The invention relates to electronic control devices intended more particularly for controlling the tension and the speed of a material during its unwinding from drums or rolls or when it is wound on. these.
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Left! the various objects of the invention, it is necessary to cite the establishment of safe cores to obtain a uniform linear speed and a uniform tension of the material which is unrolled.
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drawn up for processing and then wound up, the unwinding and winding diameters gradually decreasing and increasing during the unwinding, ent and winding operation respectively;
the establishment of means of the kind described regulating elU to: nati that "i6J: t and progressi ve, l18n the torque on the diameter atteiirouleient, so as to reduce the latter for a smaller winding diameter and to increase it. ci for a larger diameter dT winding; the establishment of apparatus of the kind described working at the start of the winding operation independently of the control exerted by the operator; and the establishment of apparatus of this kind in which a given construction is applicable to a wide variety of materials requiring very different tensions, without changing the construction Other objects will become apparent hereinafter, and still other objects will be indicated in the following.
The invention comprises a motor driving a drum
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by means of an electric sliding coupling, with means for controlling the supply of the excitation winding of the aocoupleitient corresponding to the modification of the sliding of the coupling caused by a modification of the angular speed of the drum at following the variation in the diameter of the material on the drum.
The accompanying drawings show one possible embodiment of the invention.
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IVF. 1 is a mechanical and electrical diagram showing as a whole the relationships between the various elements used.
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Fig. 2 is a complete assembly diagram of one of the control units shown in fig I.
Fig. 3 is a circuit diagram of a main rectifier circuit I.
Fig. 4 is a circuit diagram of a base voltage supply circuit II and of a circuit III forming a rocking bridge and connected to the first circuit.
Fig. 5 is a diagram of four control circuits IV, v, VI and VII.
Fig. 6 is an explanatory diagram, but not to scale, of the operation of certain rectifier tubes.
Fig. 7 is a diagram similar to that of FIG. 6 showing the results of some resistor adjustments and,
Fig. 8 is a plot showing the relationships between speed, torque and electrical conditions under certain operating conditions *
The same references indicate the corresponding elements in all the drawings.
It is often necessary to process a coiled material, unwinding it from a drum, passing it through a processing machine and then winding it onto another drum.
In any event, the material of the drum from which it is unwound can be assumed to be raw material and that on the drum on which it is wound as worked material. In the meantime, it passes through the processing machine which can be for example a rolling mill, a calender or the like.
Two main problems arise. Ltun is from
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delaying the drum delivering the raw material so as to maintain it an appropriate and uniform tension and the other is to wind the finished material under conditions which maintain it an appropriate and uniform tension. It is thus desirable that the torque applied to a drum decreases when the winding diameter is small, and increases as the winding diameter increases. Since the winding material does indeed apply an increasing lever arm to the material under tension, it is evident that for a constant tension or force on the longer arm, the applied torque must increase as the tension increases. material is wound on a winding drum.
Likewise, when material is unwound from an unwinding drum, the retarding torque must constantly decrease as the material unwinds. All of these operations must be carried out, first at a certain constant linear speed which is the optimum value for the processing machine. The values of the optimum desired tension are different for each material to be treated.
With particular reference to FIG. I, a machine P for processing a material is driven by a three-phase motor PM through a suitable mechanical drive device which comprises a drive shaft DS.
The motor is supplied by conductors L-1, L-2 L-3 of a three-phase circuit of 60 periods, A main switch SW-6 controls the total supply of this alternating current circuit
In UW-I is an unwinding drum carrying on its UW-C core WO turns of a raw material This material R1 passes through the processing machine F and leaves it in the form of finished material FM yes passes to the WU turns on a WP-C core of a winding drum or finished material drum WP-I Both drums UW-I and WP-I rotate clockwise?
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of a watch. Machine 3? causes IJii-1, 1! L acting as a flexible connection.
WP-I is driven to maintain voltage on FM
The WP-I drum is driven via an OP-2 shaft of the inductor element F-2 of a slip clutch.
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Z eddy current drive. The EA-'3 armature drum of the slip clutch is driven, using an AC motor WM powered by an alt-current circuit.
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CB-I generally represents an electronic control device comprising the electronic circuits described below.
The purpose of this device is to control the electro-magnetic field of the inductor element F-2 of the EC-2 slip coupling so as to increase or decrease the magnetic coupling thereby controlling the slip and hence the speed. and the torque transmitted, as will be explained below, the electronic circuit of the GB-I control device is supplied by said alternating current circuit.
It is connected to
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the winding of the inductor element F-2 through the circuit GB-2 and the collective rings CB.3 The slip between the armature BA-2 and the inductor element F-2 of the coupling EC.2 increases when the force of the coupling field decreases and vice versa * The armature E-2 turns faster than the inductor element F-2 in the direction of rotation
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of the OP-Z shaft, for the operation of the winding, This direction will be referred to hereinafter as the forward direction. Acre Ope drives an alternating current generator QN-3 connected to CB3.
The UVi-1 drum is driven in the forward direction by the unwinding of the raw material Rm To maintain an appropriate tension on this withdrawn material, braking is exerted by means of a second sliding coupling with current of
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Foucault C0-W having an E-1 reinforcement driven in the direction
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rear by motor h% 1. The CC-W coupling comprises an F-1 inductor element connected to the UW-1 drum by means of a 0-1 shaft.
Since the inductor element F-i rotates in the same direction as the inductor element F-2, and the armature .E, # -. I is driven in the reverse direction by the motor PW. braking is exerted psr Rà-1 on F-1, as long as the inductor element x '' - I is supplied. thus, the torque of the motor PW is used to brake Uïl-I so as to maintain a tension in the raw material Rm
As assumed, the PW motor is also powered by the AC circuit.
A control device
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electiquēOB-4 is supplied by said AC circuit and in turn controls the circuit of inductor element 3 -1 (see line Cd-b and collective rings CB-5) The generator GN-3 is driven by the OP-let shaft electrically connected to CB-4 :. i.a phase 1-1 of the AC circuit supplies current transformers T-IO which supply control units CB-4 and GB-I respectively. A genera-
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machine driven AC current S-N-1 P is connected to power both units CB-4 and CB-I.
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The fi-. 2 shows the diagram of the elements of the control unit CB-1. given that the elements of the CB-4 control box operate according to the same principles
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than those of box C73-1, a detailed desertion of the latter is sufficient to allow a complete understanding of the invention. This circuit comprises the following seven main parts, with reference to fig. 2:
I) a main DC rectifier circuit I (fig. 3):
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2) a primary, nnipal supply circuit or) voltage of
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base II with the usual filters and regulators to provide a constant voltage (fig 4):
3) a tilting bridge circuit III (fig. 4):
4) a hand adjustable standard voltage circuit IV freezes 5)
5) an auxiliary circuit of standard voltage controlled by the speed of the machine V (fig. 5):
6) a coupling speed control circuit VI (fig. 5): and
7) a torque control circuit of the coupling VII freezes 5)
The circuits' !! and V, as well as circuits 11 and VII are connected in such a way that their voltages are in serbe, but the resulting voltages of IV and V, on the one hand, and of VI and !! And on the other hand, are in opposition . In addition, the circuits V and / or VII can be cut at will without changing the opposition of the residual voltages. This will be explained below.
The main rectifier circuit 1 comprises a transformer TI having a primary winding, connected to the alternating current circuit by the lines L-2 and L-3 The secondary S of this transformer TI is connected, at its ends 'opposite to the anodes of' a pair of three-element rectifier tubes with control grid, gas-filled hot cathode I and 2 of the monoanode type. These tubes require an appropriate grid pension to prime. They are characterized in that the grid of each tube can start the anode current, but cannot cut it * However, when the AC anode voltage goes through zero, the current automatically turns off.
The effect of the grid is to ignite the respective tube at some point or another on the anode voltage current curve.
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alternating, during an alternation. The value of the average direct current flowing is determined by the action of the grid. A bi-anode amplifier tube 3 in the tilting bridge circuit III causes the alternating starting of the tubes I and 2, the anodes of which are connected to the grids of the tubes and 2 re spectively.
A middle pise I2 of the secondary S is connected to one end of the inductor winding CL of the slip coupling EC-2. The winding CL is in the slip coupling EC-2 which is shown schematically at the lower part .the figure. The CL winding has been shown twice so as not to complicate the diagram. In the upper part of the diagram, this winding is placed in the circuit, while, in the lower part, only its mechanical position with respect to the inductor element F-2 has been indicated without showing its connection in the circuit.
The other end of the inductor winding CL is connected to the center tap 13 of a transformer T-2 whose primary is connected to lines LI and L-2 The opposite ends of the secondary of the transformer T-2 are connected in parallel at the cathodes of tubes I and 2 respectively. The control of tubes 1 and 3 is carried out by grids G-I and G-2 respectively. R-I resistors limit the current passing through the gates, so that the latter sound; essentially controlled by the voltage coming from the anodes of tube 3. When tubes 1 and 2 ignite (this happens in turn, as will be explained below), the anodes alternately supply direct current to the opposite ends of secondary S.
Thus, direct current flows from the middle tap 12 of transformer T-I through the winding OL and to the middle tap 13 of transformer T-2
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The alternating current supplied to circuit I by the secondary of transformer T-2 reaches the cathodes of the tubes and 1 and 2 / is rectified to provide said direct current. The supply of transformer T-2 which takes place through lines LI, L-2, is 120 out of phase with that of transformer TI The result of this assembly will be explained in connection with other elements. of the circuit ,, -
It emerges from the above that the secondary S of transformer T-1 applies an alternating voltage to the anodes of tubes I and 2.
Whenever the grid G-I and the anode of tube 1 are sufficiently positive, its cathode allows a current to flow to the anode and through the coupling winding
GL Thus, this tube becomes a half-wave rectifier. The operation of tube 3¯ is similar but alternates with that of tube I. The arrows in solid lines in fig.3 represent the. current of electrons, when they pass through tube 1.
As already indicated, circuit II is a standard voltage main circuit. Through it, a standard voltage is produced to establish a main potential level to control the gates of the main rectifier tubes.
I and 2 Ge standard voltage circuit II begins at a secondary part of a transformer T-5 which is supplied by lines LI and L-2 A rectified negative current leaves, at a given voltage, from the cathode of the tube 5 under the influence of the transformer T-5 (see the arrows in solid lines, fig. 4).
. The cathode is heated by the Xx connections coming from a secondary part of a heating transformer T-3 which is fed by the lines L-2 and L-3 * Thus, a voltage coming from the middle tap of T -5 is applied to points 29,30 and then to point 17. Here, the circuit is subdivided, a part
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voltage being applied across resistor R-5, and part being applied to the cathode of amplifier tube 3.
The heating element of the cathode of the tube 3 is connected to the secondary part ZZ of said transformer T-3. Thus, a voltage is applied to the anodes of tube 3, and the circuit to
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tube 5 is completed through resistors R-2, Ruz3, points 15 and 31, resistor R-6 and the coil KI to return to the cathode of tube 5. the circuit is completed as indicated by the arrows in lines full of fig 4.
when an anode of tube 3 fires *
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The conuensor C-I, the cold cathode tube 4, the resistor R-6 and the choke K-I are connected in such a way as to carry out a filtering and an adjustment in order to keep constant the voltage applied to the circuits II and III. Tube 4 functions as a voltage regulator bypass.
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Resistor R-5 is connected4 to resistor R-4 at point lli Resistor R-4 is connected to point 15. center tap 13 of transformer T-2 is connected to point 14 between resistors R-5 and R- 4. Resistors R-5, R-4, tube 3 and resistor R-2 and R-3, considered alternately, form a bridge across the where a voltage is applied to the
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grids G-1 and G-2.
The rectifier tube 3¯ has grids G-3 and G-4 controlling the current of negative electrons to its respective anodes, and the respective anodes feed the grids G-.I 'and G-2 of the rectifier tubes JE and 2 respectively, of the resistors RI being connected in the circuits of said gates GI and. G-. Thus, when one of grids 3-5 or G-4 is negative with respect to the K-z cathode at tube 3, lta: norae of the respective anode is removed. When one of these gates is positive with respect to the cathode, the corresponding anode
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tube 3 fires, When tube 3 fires, negative electrons increase on the G-I or G-2 grid of tubes 1 or 2,
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tending to suppress the priming of the corresponding tube.
When the G-I or G-2 grid is deprived of negative electrons, i.e. when the corresponding part of tube 3 does not fire, the
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corresponding grid z or G-2 becomes positive with respect to the cathode and the corresponding tube 3 or 2 fires. In summary, the tubes 1 and 2 respectively tend to prime, when the corresponding anodes of the tube 3 do not prime, and vice versa.
The grids G-3 and G-4 tu (tube 3 are supplied
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by the secondary of a T-4 transformer through the R-14 regais- ments. The primary of transformer T-4 ′ is supplied by the cathode circuit which is supplied by transformer T-2 as shown in fig. 2ê The cracking voltage for the grids of the main tubes I and @ is thus amplified by the tube 3 which is of the type suitable for this and use:
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The transformer T-4 applies to the gates G-to3 and G-4 of the amplifier tube - of sine voltages, of 'phase shifted by 180 with respect to each other, which are also phase shifted by 120 with respect to the respective applied voltages. to the anodes of the tubes 1 and 2, given that the primary of the trans-
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trainer T-4 is supplied by the secondary of transformer T-3 * It should be noted that transformer T-3, which supplies T is connected to lines H and L-3 of the AC line, while the transformer TI, which concerns the tubes 'and 2, is supplied by the lines L-3' and L-3.
As will be shown hereafter the sinusoidal voltages in, 3 are waves superimposed on a control-direct current voltage coming from circuits IV, V, VI and VII, and applied to point 18 of T-4.
Thus most of the waves applied to
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grids G-I and G-2 is enough; jlate, as it will be. set out below.
Since the anodes and cathodes of tube 3 are connected to circuit II of the standard voltage, a direct current corresponding to a rectified single phase current is supplied by system II, the waves being controlled alternately by the grids G -3 and G-4. Since the operation of the grids G-03 and G-4 alternately transforms each half of the tube 3 into an alternating rectifier, it is obvious that each anode of the tube alternately lets a current pass corresponding to the current voltage. alternative developed by transformer T-4.
Consequently, the shape of the direct current supplied by circuit II through each anode of tube 3 is that of a current corresponding to the wave of transformer T-4. Thus, the ignition takes place alternately at the anodes of tube 3, and this ignition controls the gates G-I and G-2, alternately and independently.
Since the main tubes I and 2 can only be ignited and their anode voltage is positive, the ignition must take place during this time for each tube (see fig. 6). The sinusoidal anode voltages IOI, 102 applied to tubes 1 and ¯3¯, the voltage for tube I in solid lines and the voltage for tube 2 in broken lines have been represented. The characteristic starting voltage of tube I is represented by the broken line 103, and it should be noted that this broken line 103 reappears below 101 in the periods which follow one another. The dashed lines 104 represent the corresponding priming voltage in the periods relating to tube 2.
Therefore, the dashed lines show the gate voltages required to ignite tubes I and 2. Lines 103 and 104. for cooperating tubes are almost the same, but you have to
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expect some variation. Line 106 in phantom - represents the DC voltage at, point, but, otherwise quite flat, produced by the combination of the DC voltage standard at point 18 of transformer T-4 and of the alternating current voltage applied to the grid
G-3 of tube 3 by the same transformer T-4.
The dashed line 107 corresponds to the curve for grid G-4
The direct current lines 106 and 107 each have a single tip under each positive portion of the. lines HERE and 102 respectively.
It should also be noted that the waves 106, 107 are inverses with respect to the waves 101,102 applied to the tubes
I and 2;, and represent a series of half-wave direct current type conditions. These waves 106 and 107 can be shifted up and down by adjusting a resistor R-8a (described below) to effect the various firing intersections with lines 103 and 104 * This displaces the direct current base line L, which represents the direct current control voltage at 18 of T-4 Fig.
7 represents the result of such a displacement. Each time (fig. 6), that the curves 106, 107 intersect the curves of the characteristic starting voltages 103 and 104, the tubes
1 and 3 are starting (see hatched areas), and since the tips of curves 106 and 107 are relatively steep and can even be made steeper than shown in the drawing, it is possible to move these yards. - bes across the full side range of ignition voltages 103,104, and this more efficiently and with better control of the tube ignition point.
Fig. - 7 represents the maximum upper setting of L and the full ignition of tubes I and 2, by placing the tips of the waves
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106.107 so as to cut the wide crests of the curves of
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characteristiou starting voltages 103,104 and by inverting them with respect to the anode voltages IOI, IOZ applied to the tubes I and 2, any action of a dtamo: raging voltage peak on the other is eliminated.
Therefore, any tendency for a so-called encroachment on tubes I and 3 is eliminated. This greatly increases the life of the tubes and avoids faulty operation such as was caused hitherto by voltage curves.
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different primers characterize different tubes. In other words, most of the boot voltage curve 106 and 107 is flat, with spikes as desired. Thus, it is not possible, as hitherto, that the starting voltage of the applied alternating current cuts out.
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basically both the entire characteristic stress-tension which, with assorted ma tubes, can cause
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a sensitive overcha-e of one of them.
Tests carried out with this arrangement indi- cate, that the control of the tubes is much more accurate than when using a wide 90 firing control wave having a curved and shallow peak, as utili
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sse so far. This arises from the fact that the two tubes 1 and 2 in the single-phase circuit turn off essentially the same thanks to the rapidity of the approach between the pairs of curves 106, 103, 107, 104 ,, Contrary to the conditions encountered up to here,
the differences in the curves of
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Characteristic starting voltages such as I03 and I04 cause only a very small imbalance of the load carried by tubes 1 and 2
The middle tap 18 of the secondary of transformer T-4 is connected to circuit VII at 19, and the middle tap
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of transformer T-5 is connected to circuit IV at 28 Circuit voltage !! and V is connected in series with the voltage coming from the poiht 29. The oirouit IV is a circuit of a standard / adjustable voltage by hand and the circuit y is a circuit of an auxiliary standard voltage controlled by the vit ' es' se of the machine P.
The cirouit IV includes a T-6 power transformer connected to lines L-I and L-2 of the AC circuit. Circuit V is powered by a transformer T-7, the primary of which is powered by an AC generator. GN-I driven by means of a mechanical transmission PT by the machine P. The GN-H generator produces voltage only when the treatment machine P is running When the treatment machine P is stopped , only the circuit !! of the IV and V pair feeds the CI winding, * The control by the IV circuit during the stopping of the treatment machine 2 aims to control the voltage in the material under static conditions, The potentiometer R-8a with cursor 26a allows adjustment of the control by the operator.
The purpose of the auxiliary circuit V is to supply part of the total standard voltage when the treatment machine is operating. It can be seen that, when the machine ± is stopped, the GN-I generator is stopped, so that this circuit V 'no longer supplies part of the voltage, thus producing a lower standard voltage. Therefore, the total standard voltage, during. the operation of the maohine P, consists of the sum of the voltages of circuits IV and V, when the machine P operates at the desired speed, plus the voltage coming from point 29.
In 'detail, the IV circuit includes a redrs tube
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saur7 whose anodes are connected to said transformer
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T-6 which is supplied by lines L-I and L-'3. The middle tap of this T-6 transformer is connected to the potentio-
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R-8 and R-8 meters a. The potentiometer R-8 is fixed, and point 26 is placed on R-8 in relation to point 27 so that the minimum desired voltage is obtained, or when the circuit V does not
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not working due to treatment machine shutdown Resistor R-8a includes a hand operated slider 26a for manual control of voltage taken on circuit IV.
A three-part switch SW-3 has a normal contact.
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iiiz-leinent closed at 28 and two normally open contacts at 29a and 30a. When the two normally open contacts 29a and 30a are closed and the normally closed contact 28 is open, the resistor R-8 is cut and replaced by the. resistance R-8a. On the other hand, when the contacts at 29a and 30a are open and the contact at 28 is closed, resistor R-8 is on and resistor R-8a is turned off.
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service. Circuit IV starting from point 28 or z is completed through resistor R-7 by choke k-2 and the cathode of tube 7.
A capacitor 0-2 and a cold cathode tube 6 are used to keep the voltage constant in this circuit. The arrows.
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The solid lines (see fig. 5) in circuit IV show the local path in this circuit. Tube 7 is heated by the xx connections with T-3
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A uetail, the circuit Zut uébuLe aoi ", 110..1e8 of tube 8 e'b continues through the secondary of the predatory transf T-7, through point 23, the variable rs12túnce 9, point 2.B, the .;: .. ± -A f ::: 'e-. A. \' :: ': ..: .. e:.,. "- -:'. Á - ::. v: "¯ = -:; '. :: .. J..r r' = ....-": 'the usual filtering in cooperation with the choke k-4 The arrows in solid lines in the circuit V ( see fig. 5) along the path of the current in this circuit.
A SW-I switch has
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a normally open contact 31 and a normally closed contact 32 By closing contact 31 and opening 32, the flow conductor LD of circuit IV is connected directly to terminal 22 of circuit Vi This isolates circuit V2 Tube 8 is heated by !! from T-3
As shown, the voltages coming from circuits IV and V and point 29 are in opposition to the voltages produced by circuits VI and. !!! or by one of them. These voltages from IV, V and 29 are all directed to point 22 and pass from there to gates G-3 and G-4 of tube 3 through the resistor.
R-10, point 21, variable resistor R-1 (or switch elements SW-2a), center tap 18 of transformer T-4 and resistors R-I4. In fig. 2 and 5, the voltages coming from point 29 ′ and going to 22 are represented by arrows in dashed lines. Beyond point 22 to the right and towards 18 the sum of the voltages coming from IV, V and 29 is indicated by arrows in phantom *
In detail, the circuit VI consists of a rectifier tube 9, the anodes of which are connected to the secondary of a transformer T-8. The primary of transformer T-8 is supplied by a variable voltage generator GN¯2 driven by the inductor element F-2 of the coupling Eg-2 for example;
The voltage from the middle tap of the secondary of transformer T-8 is supplied to point 22 in opposition to the voltage from circuits IV and V Circuit VI is closed through resistor R-10, point 21 and the cathode of the tube 9. The capacitor C-4 is used for the usual filtering.
Local circulation is represented by wavy arrows (fig * 5). The heating element of the cathode of the tube 9 is supplied by the YY connection of the secondary of the transformer
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T-3 heating circuit Thus, circuit VI, like circuit V, does not depend for its power supply on an alternating current line, but on the speed of an independent generator, namely GN-2
In detail, the circuit VII consists of a rectifier tube 10 whose.
anodes are connected to the secondary of a transformer T-9.The middle tap of a secondary of this transformer T-9 is connected to point 20, the circuit being completed through resistor R-11 and point 19 to the cathode of tube 10 , the capacitor c-5 used for filtering.
Here too, local traffic is represented little: 'wavy arrows. The voltage of circuit VII has the same direction as the voltage coming from circuit VI, and the sum of these two voltages is in opposition to the sum of the series voltages coming from circuits IV and V and due to point 29. Point 19 of circuit VII is connected to the middle tap 18 of the secondary transformer T-4 through a normally closed element b of a switch SW-2 This switch element is shunted by a normally open element a of the same switch SW-2 Thus, circuit VII can be isolated by opening the switch element b and closing the switch element a.
Tube 10 is heated by YY of T-3.
The primary of the transformer T-9 is powered by an AC circuit using agency means so as to provide a voltage from circuit VII which is essentially a linear function of the torque developed by the AC motor WM This is obtained by a T-IO current transformer whose primary is connected to line L-3 and whose second feeds the primary of transformer T-9. Resistor R-15 is connected to the secondary of transformer T-10 * This constitutes a load *
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The primary of voltage transformer T-II is connected to lines L-I and 1-2 of the AC circuit.
Resistor P-I3 is connected to the secondary of this transformer and has a variable tap 33 connected to the secondary of transformer T-10. Point 34. Of transformer T-II is connected to variable tap 32 of resistor R-I2. By an appropriate setting of resistors R-12 and R-I3, it is possible to obtain that transformer T-II compensates for the component. of the current caused in the transformer T-10 by the magnetizing current of the motor WM The transformer T-II is connected in such a way, and 32 and 33 are -regulated in such a way that the voltage generated by T-II cancels the voltage produced by the T-10 transformer when the motor is running empty. So,
the motor load-amps curve is essentially a straight line in order to correct the power factor. The circuit between transformers T-9, T-10 and T-II can be considered as a component of a transformer circuit in control circuit VII to obtain a linear function between the voltage eh
T-9 and the torque to the motor WM The potentiometer R-I3 is the one which compensates for the magnetizing current, and R-12 modifies the slope of the linear voltage-current function.
Since the current drawn into line L-3 by the WM motor is practically proportional to the motor torque, and the T-II transformer compensates for the magnetizing current, the control is not influenced by the magnetizing current. sânt, and the voltage supplied by transformer T-9 is, therefore,
essentially proportional to the torque of the engine *
The WM PW and PM motors operate at ascertained speed and are of the induction type. The EA-2 armature. The EC-2 coupling spins faster than the F-2 inductor and
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the tree CP¯2. Thus, the speed ffidxi "JuEJ of the drum 'J, 19-1 is always less than the speed,. To be silent! Zun" ¯u motor "IGV ?.
P ,,, r therefore, independently of the controlled speed, EA-.:3 tends to turn faster naked element i '' - 3 and thus to produce a tension in the finite material ¯ Speed 3, which the tree OP -2 can toanier, is determined by the rrsjLme at which the nJ <.:. 'Vi è 1'e ± Sl ewt debit by machine 1 ,. The current Li iccoailement e FOUCDUl rc-3 slips under ltüLßuercF of the torque which increases when the slip between FZ and '!' .- 3 increases, therefore, the speed at the Matter FM actually controls the speed of the drum "2 -1 tt the eddy current coupling EC-3 has the aim: üil, to release a tension cOl1stu.nte to the material.
This requires an adjustment of the product torque rar 1T: "" CcOi.è1, element 30-3. 00 couple must t, .u.en taa l'.tol, ortiol1ncllcGlent leave = rani low value e; '. L: .... nJ- the material begins on li: 1ü.i & U 0, to a value 1> lu # alev <ca the final part In other words, the torque applied must aU;: lE; nt ;; l 'following a linear launch when winding the material.
The circuits It II and III considered independently of any other circuit have constants such as lestibes I and 2 st (;, fúorçj.nt thus feeding the winding CL. This is due to the fact that the points T6 st 16a of the bridge are Nomia- more positive had bridge point 14, eg about 75 volts. In other words, the toast GI and Q.:.2 of tubes 1 and 2 are held positive to prime these tubes. torque in the EC-.3 coupling and at a certain speed of the core of the drum VJP-1 The standard voltage produced by the combination of the circuits IV ut V tends, U88i to start the tubes I and 2 and to increase the excitation of 1'a <ccouplei.ient.
This is due to the fact
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that a negative potential is applied by these circuits to the gates G-3 and G-4 of the tube 3 This gives to the tube 3 a cut-off polarization thus depriving the gates GI and G-2 of the tables I and 2 negative electrons.
Priming the tubes
I and 2 is proportional to the action of the IV circuit or the IV circuit plus V
Since circuits VI and VII are connected in such a way that their individual potentials add up, and that the sum of these is in opposition with the potentials of circuits IV and V, the voltage coming from circuits VI and VII tends to stop the priming of tubes I and 2, which explains the control action of these circuits VI and VII. In other words,
circuits VI and VII tend to make grids G-3 and G-4 of tube 3 more positive, thus promoting the priming of tube 3 which supplies grids GI and G-2 of tubes 1 and 2 in proportion to removal of negative potential.
When the winding operation begins with a WP-I drum practically empty, the drum speed should be-. be the maximum walking speed corresponding to the speed. of the processing machine. At first, the drum! . ::.!. accelerates at the speed necessary to keep the Boas material under tension. This maximum speed is obtained by the action of the IV circuit in which R-8 is adjusted so as to ensure this result.
When the stool accumulates material at a constant linear velocity thereof, the angular velocity of the drum tends to decrease and the slip of the EG-3 coupling increases * An increase in the slip of the coupling slows down the generator GN-2 which reduces the added values, supplied by it to grids G-3 and G-4 of tube 3.
This reduces the priming of the tube 3 thus increasing the.
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tube flow rate 1 and 2 This strengthens the coupling of the coupling and increases the torque applied so as to try to maintain the proper tension in FM, taking into account the leverage increased by the rolling diameter of the drum. However, because of the coupling's inherent slip-torque characteristics, this change in torque does not have to be that which is useful to maintain constant tension in the material.
Any start of voltage variation in FM modifies the torque applied by FM to the wound part WU at a given diameter thereof.
A beginning of increase in voltage for example increases the torque, and a beginning of decrease in voltage of Fm decreases the torque applied to the wound part * These changes in torque are naturally transmitted to the WM motor The need for increased torque for example, demanded from the WM motor because an increase in voltage at Fm causes a stronger current draw from the motor, thus increasing the additional flow of circuit VII in gates G-3 and G-4. This increases the priming of tube 3 and makes the G-I and G-2 grills more negative thereby reducing the priming of tubes I and 2.
This results in a decreased feed to the winding, coupling and increased coupling slip thereby magnetizing the torque applied to the drum and correcting the onset of the increase in FM voltage. If the voltage in FM tended to decrease, the operation would be the reverse of what has just been described.
It therefore follows that a decrease in the speed of the drum due to the increase in the diameter of the wound part WU automatically reduces the operation of the circuit.
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fired VI which has the effect of gradually tightening the coupling and increasing the torque of the motor following the increasing lever arm of the wound part WU; but the beginning of a change in the reactive torque due to the beginning of 'a modification of the voltage in FM is corrected by the action of circuit VII, since the action of this circuit VII is independent of the slip-torque characteristics of the coupling, thus allowing the correction of any unwanted deviation of this characteristic from the desired value.
It should also be noted,. That, as and when the. Wu coiled part, the VI- circuit supplies less of the control voltage, because of the decrease in the speed of GN-2 while the VII circuit provides more.
In this way, the IV and? and circuit VI constitute the main equalization control circuits when winding begins. As the winding continues, circuit VII supplies more of the directing control voltage, and circuit VI provides less.
In principle, the VI circuit is used to establish a ceiling speed to prevent the drum from rotating too fast when the material winding on the core begins. then, this circuit is responsible for what may be called the appropriate increase in torque applied to the drum as the lever arm increases (for a constant tangential force applied to FM);
Circuit VII is intended for the modification of the torque resulting from an initiation of variation in the voltage of FM and corrects these variations regardless of any unwanted slip-torque characteristics of the coupling Q conditional from another point. Obviously, circuit VI supplies a weaker and weaker part of the voltage controlling the ignition of tubes 1 and 2 and circuit VII supplies it.
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more and more, as the treatment progresses. Thus, after the start of the treatment, the circuit VI, which, at the beginning, determined the ceiling speed for the empty medium, gradually passes its control. to the circuit 'VII.
The walking speed and the engagement speed can be adjusted by the two potentiometers R-8 and R-8a in circuit IV, R-8 controlling the walking speed and R-8a the winding speed. The manipulation of SW-3 replaces the connections for engagement speed with those for run speed, cutting R-8a and plugging R-8.
The Sw-I switch is used to eliminate the V circuit Under certain conditions, there is no need for a control dependent on the processing machine, but for a manual speed control using the potentiometer R-8, independent of the speed of the material. To this end, the switch SW-I can be operated to cut the circuit V. Likewise, the torque control circuit VII can be disconnected using the switch SW-2. It may be desirable, to start with a low engagement speed. In this case, the resistor R-8a is temporarily turned on, and the processing machine runs at low speed.
The material is then engaged through P and fed to the core of the winding drum WP-I and after four turns the resistance of the low speed P-8a is. cut and resistor R-8 is connected. The treatment machine is then brought to its running speed, at which the tension control device operates, since circuits V and VII are connected.
It emerges from the above, that the circuits, VI and! Il cooperate, one of which (circuit VI) is sensitive to the speed by increasing the torque following a linear function when the drum slows down, while the other (circuit VII)
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is sensitive to the inrush of motor current and tends to control the torque according to a linear function corresponding to the requested torque.
As for the UW-I unwinder drum, its control system is basically the same as that of the WP-I drum. The only difference is that the motor Pw is driven in the opposite direction to that of the shaft OP-I so as to be able to apply the necessary tension to the raw material RM unwound from the drum UW-I The second circuit of the GB-4 unit maintains the necessary gradual decrease in unwinding torque during an increase in reverse slip. In this case, the VI circuit (powered by the accelerated generator GN-3) gradually supplies an increasing part of the voltage supplied to the water. start with circuit VII. This is because the GN-3 generator accelerates as the diameter of the coiled part WO decreases.
At the start, the motor's current draw !! is high, so that at the beginning the circuit VII supplies in its control action the main part of the control voltage which is gradually more and more supplied by the circuit Vi as the generator GN- 3 accelerates; In this way, the applied torque decreases, as the unwound part becomes smaller and turns faster.
For the operation of the unwinding control unit GB-4 which is the same as that of the winding control unit CB-I, it should be noted that the generator designated as GN-2 in Figs. 2 and 5 becomes the GN-3 generator and the coupling designated EA-2 in these figures becomes the EA-I coupling. Similarly, the WM motor becomes the PW motor.
Fig. 8 shows as an example the relationships
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between the speed, the torque and the tensions I control for the helmet, ot the double winding raon from the beginning to the end of the winding operation, thus requiring a double torque to maintain a predetermined constant tension . The scales for speed, torque, amps and volts have been chosen such that the same numbers on the different scales represent the values of several functions.
GV is a line of the voltage of circuit VI supplied by the generator GN-2 or Gn-3 as the case may be. It is recalled that these generators, which are controlled by the speeds of the drums, supply the respective control units GB-I and GB-4 with voltages proportional to the speeds of the respective drums. The voltage delivered by circuit VI plotted as a function of the speed of WP-I is thus represented by the line Gv
MA is a straight line representing the voltage supplied by the circuit Vil. It is recalled that this linear function is due to the linear relationship between the current drawn by the motor and the torque thereof.
Thus, the MA curve represents the voltage of VII as a function of the EC-2 torque necessary for a constant voltage *
The horizontal line B represents a selected base or core torque necessary for a desired tension *
Z-2
The straight lines Z-1z-3 Z-4 and Z-5 are the torque-speed curves corresponding to different thicknesses of material. Their slope increases with the thickness of the material. On another scale, they also represent the voltage variation required of transformer T-10 during the winding operation.
The Z-I curve shows, for example, a speed of
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1000 rpm for the WP-I drum, when the coiled part! ± starts on the WP-C core. This corresponds to the lower torque of 5. It also shows a speed of 500 rpm of the drum when the wound part WU has doubled the diameter which corresponds to the upper torque of 10 Since the voltage-speed curve GV is a straight line, the gradual variation in speed from 1000 to 500 corresponds to a gradual decrease from 10 to 5 in the voltage supplied by the generator GN-2. This results in a gradual voltage drop of 5 volts in circuit VI.
This is accompanied by a gradual rise of 5 volts in circuit VII or by an exchange of voltages between VI and VII in the ratio I: I Another example is provided by line Z-4 a drop of 200 rpm corresponds to a drop of 2 volts in circuit VI (caused by a drop in speed of 400 rpm at 200 rpm of the generator
G-20 This drop of 2 volts in VI is compensated by a rise of 2 volts in the voltage of circuit VII.
In other words, each voltage loss supplied by circuit VI is compensated by an equal voltage gain supplied by circuit VII, the ratio between the loss and the gain always being I: I Therefore, the applied torque rises in proportion to the drop of speed.
The potentiometer R-I2 determines the value of the torque at a given start or base point represented by line B. After having adjusted the potentiometer R-12 to adapt the system to the exchange of 2 volts quoted below above in. the second example, it is only necessary to adjust the variation of the voltage supplied by the circuit VII so as to compensate for the variation of the voltage supplied by the circuit VI. This is done by setting point I9a
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on potentiometer R-.II. A test can be done by connecting voltmeters to the active parts of resistors R-10 and R-11.
So,
the operator can choose a base pair guelconue for the starting conditions on the WP-C kernel (represented by line B), and, en. By adjusting the potentiometer R-II, it can adjust the voltage rise of circuit VII (coming from the variation of the torque) in order to compensate for the voltage drop of the circuit VI (coming from the fall in speed). During all this time, the circuit VII -exerts its preponderant control to prevent deviations of the m.uple of the values necessary to maintain a constant tension. It should also be remembered that a basic ceiling speed must be determined by adjusting the potentiometer R-8 to the point of the maximum speed corresponding to an empty WP-C core at the start of the operation.
As a further typical example, it is assumed that the operation should be carried out under conditions corresponding to a material for which the Z-5 curve is desirable (fig. 8). This corresponds to the following conditions:
I0 ceiling speed of the drum at the start - 200 rpm.
2) final speed of the drum at the end - 100 rpm
3) torque start at the WP-C core - 5 units.
4) final torque for a double radius of the core - 10 units
To obtain these conditions, potentiometer R-8 is set so d. obtain a voltage @ output from circuit N corresponding to a speed of: OR t / m. This automatically takes into account the voltage coming from the GN-I generator operated by the P machine. In other words, the speed of the P machine is a factor which regulates the speed of the drum.
The
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potentiometer R-II is set such that an exchange of I volt takes place between circuits 6 and 7, potentiometer R-I2 being set for a point corresponding to the appropriate number of units of motor current, that is - say the appropriate number of units of torque for the desired tension. This corresponds to 5 units in the example considered.
All circuits are energized when the machine is started. The EC-2 coupling accelerates the PI drum up to the speed necessary to maintain a tension in the material, which is then and subsequently controlled by circuit VII * When the speed decreases, circuit VII also takes its loads the supply of the voltage dropped by the VI circuit during its operation to control the speed.
CLAIMS-
I) Apparatus for winding material of the kind in which the diameter of the turns on the drum changes constantly as the drum rotates, comprising a motor driving the drum by means of an electric sliding coupling , with means for controlling the supply of the excitation winding of the coupling corresponding to the modification of the sliding of the coupling caused by any change in the angular speed of the drum caused by the variation of the diameter material on the drum.
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