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Perfectionnements aux moteurs électriques à courant continu à variation de vitesse par le champ et à leur appareillage de commande.
La présente invention a pour objet des perfec- tionnements apportés aux moteurs électriques à variation de vitesse par le champ et à leur appareillage de commande, dans le but d'obtenir des améliorations nombreuses et importantes dans le fonctionnement desdits moteurs.
L'invention vise tout d'abord a améliorer le démarrage et la montée en vitesse du moteur en question, afin que celui-ci atteigne rapidement la vitesse de ré- gime qu'on s'est fixé.
Suivant une autre caractéristique de l'inven-
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tion, on améliore également le freinage en le rendant plus rapide et de telle façon que l'arrêt de l'organe entraîné par ledit moteur se fasse à une distance prati- quement constante du point de coupure et cela quelle que soit la vitesse précédemment atteinte, ce qui a pour ré- sultat d'assurer à la fois la précision des arrêts et l'indépendance de la course totale de l'organe entraîné par le moteur par rapport aux vitesses utilisées. Cette précision obtenue pour les arrêts permettra en particulier l'adjonction à l'appareil ou à la machine commandé par le moteur en question d'un indicateur de course permettant de régler ledit appareil ou ladite machine quelles que soient les conditions de son emploi et la vitesse utilisée.
De plus, le système de freinage en récupération adopté permet de réaliser une notable économie de courant, parti- culièrement dans le cas de renversements de marche eucces- sifs et de démarrages fréquents.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, on réduit l'influence de l'échauffement du matériel électrique sur le fonctionnement du moteur en question, échauffement qui affecte principamement la cour- se du freinage et les vitesses obtenues à champ réduit; cette amélioration contribue ainsi à la précision des arrêts.
L'invention vise également à permettre l'obten- tion de courses minimes sans fatigue anormale pour le matériel électrique, ceci au moyen de dispositions spé- ciales de l'appareil de renversement de marche.
D'après une autre caractéristique 'de l'invention, on limite automatiquement les vitesses maximum utilisables
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pour les petites courses de telle façon que, dans ce cas, on ne soit pas amené à commencer le freinage alors que le moteur est encore en pointe d'intensité de démarrage.
D'après l'invention en outre, on réalise une très grande sécurité de fonctionnement du moteur en cas de coupure brusque de courant, de baisse lente de tension, de fausse manoeuvre, etc... afin que dans ces différents cas, le freinage soit assuré et que la machine commandée par ledit moteur ne poursuive pas aveuglément sa course.
Suivant l'invention en outre, on gradué le rhéostat du moteur suivant ses différentes vitesses, ce qui permet de régler ledit rhéostat sans tâtonnements, sur la vitesse que l'on désire obtenir.
En,fin,' conformément à une autre caractéristique de l'invention,' on réalise pour le moteur,' des modifica- tions automatiques de'vitesse en cours de fonctionnement, de façon à obtenir en des points déterminés de la course de l'organe entraîné, grâce à la mise en position de ta- quets réglables et l'utilisation de plusieurs curseurs ré- glables sur un même rhéostat, toutes vitesses voulues et toutes successions de vitesses désirées.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé sur lequel on a représenté divers modes de réalisation de l'invention, ainsi que certaines courbes de fonctionnement du moteur perfectionné selon la présente invention en comparaison avec les courbes de fonctionnement de moteurs électriques munis d'un appareillage 'de commande tel que eelui qui est ordinairement utilisé.
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Sur ce dessin :
La fig. 1 est un schéma montrant les éléments inducteurs ajoutés, conformément à l'invention, dans le cir- cuit des résistances de démarrage montés en série sur l'in- duit du moteur;
La fig. 2 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'un circuit principal d'excitation, modifié conformément à l'invention;
La fig. 3 est un schéma analogue à la fig. 2 mais se rapportant à un deuxième mode de réalisation du circuit principal d'excitation;
La fig. 4 est un ,diagramme de fonctionnement du moteur donnant en fonction du temps t l'intensité du courant i parcourant, soit le système inducteur de la fig. 2, soit le système inducteur de la fig. 3;
La fig. 4a est un diagramme donnant la valeur de la vitesse V en fonction de la course C dans les deux cas envisagés à propos de la fig.4:
La fig. 5 est un schéma d'un troisième mode de réalisation du circuit principal d'excitation conformé à l'invention et comportant en plus des éléments de la fig. 3, un système de préparation au freinage;
La fig. 6 montre un schéma de la commande par taquets des interrupteurs mettant en jeu successivement les différents éléments du système inducteur représenté sur la fig. 5 et relatif aux préparatifs de freinage;
La fig. 7 est un diagramme montrant les varia- tions de couvrant d'excitation! en fonction de la course C de 1'organe commandé en ce qui concerne les préparations au freinage, lorsque l'on utilise un système inducteur tel
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que celui qui a été représenté sur la fig.5, ce diagramme était établi pour deux vitesses différentes, par exemple 500 et 1.000 tours-minutes.
La fig. 7a est un diagramme montrant les variations de vitesse V en fonction de la oourse C et correspondant au diagramme de la fig. 7.
La fig. 8 montre schématiquement le dispositif de basculement et les taquets de renversement ordinairement utilisés sur une machine-outil telle que raboteuse.
La fig. 8a est une vue analogue à la fig. 8 mais se rapporte à un dispositif de basculement et de taquets de renversement de marche, modifié conformément à l'invention.
La fig. 9 montre un mode de réalisation des circuits principaux de l'inducteur et de ltinduit d'un moteur muni d'un appareillage conforme à l'invention, ces circuits comportant un dispositif d'excitation tel que celui qui a été représenté sur la fige 2.
La fig. 9a montre les circuits de contrôle utilisés pour la commande de différents contacts compris dans les circuit s de la fig. 9;
La fig. 10 est un graphique qui montre les variations de la vitesse V en fonction de la course C dans le cas particu- lier de l'usinage d'une pièce sur une machine-outil telle que raboteuse, cette pièce étant représentée schématiquement au- r dessus du graphique et disposée sur la table.
La fig. 11 .est *on graphique analogue à celui de la fig. 10 mais dans le cas où il s'agit de l'usinage d'une pièce à bossages.
La fig. 12 montre un graphique analogue à celui des fig. 10 et 11 mais dans le cas de l'usinage de pièces identiques
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juxtaposées ou d'une pièce présentant des solutions de conti- nuité.
La fig. 13 est un schéma d'un quatrième mode de réa- lisation de circuit principal d'excitation du moteur muni d'un appareillage conforme à l'invention, dans le but de permet- tre des variations de vitesse en cours d'usinage par exemple;
La fige 13a est un schéma des circuits de contrôle au moyen desquels sont excités les contacteurs dont certains contacts sont placés dans le circuit de la fig. 13.
La fige 14 est un graphique montrant un exemple des variations de vitesses qu'il est possible d'obtenir pour l'organe commandé, au cours du fonctionnement, grâce à l'utilisation de taquets de commandes agissant sur certains des interrupteurs figurant sur la fig. 13a.
Les fig. 15 et 15a montrent enfin un exemple complet d'équipement automatique d'un'moteur à variation de vitesse par le champ appliqué par exemple à une raboteuse, la fig. 15 montrant le schéma des circuits principaux et la fig. 15a le schéma des circuits de contrôle.
Nous allons étudier successivement lesdifférents perfectionnements qui ont été apportés, conformément à l'in- vention, à l'appareillage des moteurs à variation de vites- se par le champ, réversibles ou non, dans le but d'obtenir les résultats indiqués dans le préambule. Nous décrirons pour terminer, à titre d'exemple, tout l'ensemble d'un équipe- ment automatique comportant application des perfectionnements dont il vient d'être question.
Dans ce qui va suivre, on se référera très souvent à titre d'exemple, à la commande de machines-outils et en particulier de raboteuses, mais il doit être tien entendu que les moteurs à variation de ,vitesse par le champ;
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perfectionnée conformément à l'invention, peuvent s 'appliquer à la commande de tous autres machines et appareils spécialement à mouvements alternatifs fonctionnant dans les deux sens, ou à des machines à vitesse très variable: commande de laminoir, de machine d'extraction, d'ascenseur, de machine d'imprimerie, de machine à papier, de machine textile, etc...
Dans le dispositif représenté sur la fig. 1 et qui permet d'effectuer un démarrage sous couple maximum et d'obtenir, par conséquent, une montée en vitesse relativement rapide, on utilise, conformément à l'invention, deux enroulement inducteurs 1, 1' montés en série sur le circuit d'alimentation de l'induit 2 du moteur; avec ces enroulements, sont montées en série les résistances de démarrage habituelles 3, 3', 3". L'enroulement 1', en même temps que la résistance 3', peut être court-curcuité par un élément de circuit comprenant un contact 4'a dont la fermeture est commandée par l'excitation de la bobine 4' d'un contacteur. Ce même enroulement l' peut être également, en même temps que la résistante 3", court-circuité par un élément de circuit comprenant le contact 4"a dont la fermeture est provoquée par l'excitation de la bobine 4" d'un contacteur.
Enfin, la résistance 3 peut également être court-circuitée au moyen, d'un élément de circuit comprenant un élément de contact 4a dont la fermeture est commandée par l'excitation de la bobine 4 d'un contacteur.
Si le moteur est normalement à caractéristique shunt, les deux enroulements série 1, 1' sont de valeur égale.
Si le moteur doit être à caractéristique compound avec enrou- lements série additifs (ou soustractifs), il convient de donner aux deux enroulements série des va leurs différentes, de façon que le flux additif ou soustraotif à obtenir
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corresponde à la différence des flux des deux enroulements après inversion de l'enroulement convenable au moyen des contacts 4'a et 4"a.
Les bobines 4, 4', 4" des contacteurs sont montées sur un circuit particulier non représenté sur la figure 1 mais qui est visible sur la fig. 15a, et tel que l'excitation de ces trois bobines se fasse successivement dans l'ordre 4,4', 4".
Le fonctionnement du moteur perfectionné de la façon qui vient d'être décrite est le suivant ;
Au premier temps de démarrage, les contacts 4a, 4'a, 4"a sont ouverts, leur bobine de commande n'étant pas encore excitée et les résistances de démarrage 3,3',3" sont en circuit; de plus, le sens des enroulements série 1 et l'est tel que ces deux enroulements soient additifs tous les deux.
Ils le restent d'ailleurs encore après la fermeture du contact de démarrage 4a qui a pour effet d'éliminer la résistance 3.
Après fermeture du contact 4'a, l'enroulement série 1' se trouve shunté et est ainsi pratiquement hors circuit. Il subsiste alors un senl enroulement série additif, à savoir l'enroulement 1;de plus, la résistance de démarrage 3' se trouve éliminée, le flux inducteur diminué et la vitesse du moteur augmentée.
Après la fermeture du contact 4"a, la résistance 3" se trouve shuntée par l'enroulementsérie l'.La faible résistance de cet enroulement par rapport à celle de 3" et de 3' permet de considérer que la totalité du courant traverse alors ledit enroulement l' en sens inverse de celui qu'avait le courant au premier temps de démarrage., tous les contacts 4a, 4'a et 4"a étant fermés. L'enroulement 1' devient sous
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tractif et ses ampères-tours compensent ceux de l'enroulement 1.
Ainsi, le démarrage s'effectue bien sous flux maximum avec les'deux enroulements série 1 et 1' s'additionnant,ce qui permet un démarrage sous couple maximum d'autre part, à la fin de cette période de démarrage, l'influence de ces deux en- roulements 1, 1' se trouve complètement éliminée puisqu'ils se compensent.
Il y a lieu de remarquer également qu'en fin de démarrage, les résistances 3', 3" et l'enroulement 1' sont en parallèle. Si les résistances de 3' et 3", comparées à celle de 1', ne permettaient pas d'appliquer le raisonnement ci-dessus indiqué, il y aurait lieu d'ajouter ensuite une double coupure aux points 5 et 6 par l'enclenchement d'un contacteur muni de deux contacts à ouverture. Il y a lieu de noter également que si l'inertie des organes entraînés est négligeable par rapport à celle du moteur, la temporisation des contacteurs 4,4',4" peut être généralement réduite à c elle résultant de leurs enclenchements successifs, ce qui permet d'obtenir une montée en vitesse plus rapide.
Il convient d'indiquer, en outre, que s'il y a inversion du sens de marche, un relais de freinage à contre- courant ne permettra la fermeture des contacts d'accélération 4a, 4'a, 4"a qu'après inversion du sens de marche.
Sur la fig.3, on a représenté l'aménagement d'un circuit d'excitation perfectionné conformément à une autre caractéristique de l'invention. Cette caractéristique consiste à shunter une partie du rhéostat du champ 7 ay moyen d'un élé- ment 'de circuit comprenant un contact 8a normalement fermé et dont l'ouverture est provoquée par 1'excitation de sa bobine de commande 8. Le circuit d'excitation comporte,' en outre, une
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résistance de sécurité 9 (dont il sera question par la Duite)et l'enroulement d'excitation 10, ainsi que le curseur 7a.du rhéostat de champ. L'alimentation de l'enroulement Inducteur 10 peut être une alimentation shunt ou une alimentation indépen- dante .
La bobine 8 est montée dans un circuit de contrôle qui peut être le même que celui qui commande les bobines 4, 4', 4" des contacteurs dont il a été question à propos de la fig.l
La bobine 8 sera excitée et le contact 8a ouvert après le début du démarrage. De cette façon, le démarrage a lieu, le contact 8a étant fermé, autrement dit, avec un champ plue petit que le plein champ maximum, puisqu'une partie seule- ment du rhéostat 7 se trouve shuntée; à ce moment, il y aura par-exemples maximum en jeu un nombre d'ampères-tours égal à la moitié des ampères-tours maximum.
Le choix de ce plein champ normal à une valeur Inférieure à celle du plein champ maximum permet d'obtenir plus rapidement le champ réduit correspondant aux grandes vitesses; autrement dit, il permet saméliorer sensiblement la rapidité de la montée en vitesse du moteur.
En effet, l'enroulement d'excitation,, surtout dans le cas d'un moteur à variation de vitesse par le champ permet- tant une variation de vitesse assez grande (par exemple 3), et relativement très important ; le circuit dudit enroulement présente donc une constante de temps assez grande et, dans ces conditions, l'établissement du champ réduit correspondant aux grandes vitesses est relativement lent. Si l'on adopte comme plein champ normal, ainsi qu'il a été dit ci-dessus et grâce aux contacteurs 8,8a, une valeur plus petite que celle du plein champ maximum, on diminue l'importance de la réduction
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de champ à réaliser et par là même le temps nécessaire pour obtenir cette réduction de champ.
Il y a lieu de remarquer cependant que le démarra- ge a lieu sous le flux total maximum et par conséquent sous couple maximum, par suite de l'action des deux enroulements série additifs 1, l', indiqués à propos de la fig.l
Ce plein champ normal est obtenu, comme nous l'avons vu, par court-*-circuit partiel du rhéostat d'excita- tion 7, si le curseur 7a de celui-ci ne court-circuite pas lui-même une portion plus grande de ce rhéostat?
Le dispositif qui vient d'être décrit peu t être encore amélioré grâce au dispositif qui a été représenté sur la fig.3. Dans ce mode de réalisation de l'invention,
le circuit d'excitation comporte en plus du contact 8 de plein champ normal un élément de circuit qui est disposé en parallèle par rapport au rééostat d'excitation réglable 7, cet élément de circuit comprenant lui-même une résistance fixe 11 et un contact 12à normalement fermé et susceptible d'être ouvert par la coupure de l'excitation de sa bobine de commande 12 (celle-ci se trouvant placée dans le circuit de contrôle tel que celui qui comprend déja les bobines 9, 4,4',4"); voir l'exemple de la fig. 15a; cette coupure ne se produit qu'au début du démarrage. Le contact 12a qu'on appellera contact de surréglage se ferme après l'ou- verture du contact 8a et la fermeture des contacts de démat- rage 4â, 4'a, 4"a.
Il est à noter que la valeur du rhéostat 7, dans ce mode de réalisation, est déterminé en tenant compte de la mise en parallèle, en service normal, de la valeur de la ré- sistanea de surréglage 11.
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Sur les fig. 4 et 4a, on a représenté par des gra- phiques l'amélioration que présente pour un moteur à variation de vitesse par le champ d'utilisation du dispositif de sur- réglage qui vient d'être décrit avec références à la fig. 3.
Le graphique de la fig. 4 Indique les courbes de l'excitation i en fonction du temps t. Dans le cas de surréglage (courbes en trait fort) et dans le cas de non surréglage (courbes en trait fin). Lors de la réduction de champ, on voit que le champ réduit correspondant à l'intensité 1 s'obtient après le temps ±, dans le cas de surréglage au lieu de d'obtenir après le temps t2 dans le cas où il n'y a pas de surréglage.
Sur la fig. 4a, on a représenté le graphique des vitesses instantanées V en fonction de la course C parcourue par l'organe commandé ; la courbe en trait fort correspond au cas de aurréglage et la courbe en trait fin au cas où il n'y a pas de surréglage. On voit sur ce graphique que la vitesse V1 normalement atteinte après la course C2 peut, par surréglage, s'obtenir sur la course C1, la montée en vitesse étant réalisée suivant la caractéristique normale correspondant, à une vitesse V2 supérieure à V1 (courbe dont la prolongation est indiquée en pointillée) jusqu'à l'obtention de la vitesse désirée Vl.
Le passage de la caractéristique V2 à la caracté- ristique V1 (marquée sur le graphique par le changement d'allure de la courbe eh A) s'obtient par la fermeture tem- porisée du contact 12a ci-dessus indiqué après ouverture du contact 8a de réduction de champ.
On volt, d'après ce qui précède, que, grâce au perfectionnement qui vient d'être décrit, on obtient un démar- rage puissant et une montée en vitesse très rapide, ce qui pré-' sente un avantage tout particulier dans le cas de la commande
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d'une machine-outil ( telle que raboteuse par exemple) lorsque la course de la machine est très faible. Si cette montée en vitesse n'était pas rapide, ce qui était le cas jusqu'ici, on serait obligé de se limiter pour d'aussi faibles courses à des vitesses relativement peu élevées, afin qu'en fin de course la vitesse ait le temps de se stabiliser et qu'on ne réalise pas le freinage au moment où le moteur est encore en période de démarrage.
Sur les figures 5 et 6, on a représenté, confor- mément à une autre caractéristique de l'invention, le disposi- tif utilisé pour assurer la rapidité du freinage, la précision des arrêts et l'indépendance de la course par rapport aux vitesses utilisées.
Le procédé utilisé à cet effet, procédé qui constitue lui-même une caractéristique de l'invention, consiste à ramener tout d'abord la vitesse du moteur, quelle que soit celle-ci, à une vitesse sensiblement déterminée au moment où se produit la coupure de l'induit, le freinage s'effectuant à partir de ce moment par l'envoi sur une résistance du courant prenant naissance dans l'induit.
Autrement dit, on effectue avant la coupure, ce que l'on appellera une préparation de champ, c'est-à-dire qu'on rétablit en un ou deux stades (suivant l'importance de la réduction de champ employé) le plein champ normal avant! ladite coupure et avant la mise en freinage sur résistance.
Si la préparation de champ se fait en deux stades (par exemple dans le cas d'une variation de vitesse plus grande que 1,5), le premier tade a lieu suivant une caracté- ristique qui est fonction de la vitesse réglée; de cette façon, plus cette vitesse est élevée, plus le champ correspon-
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dant à cette préparation est élevé (et correspond donc à une vitesse basse). C'est ce qu'on a représenté sur les graphiques des figures 7 et 7a, la figure 7 représentant la variation du courant d'excitation 1 en fonction de la course C de l'organe commandé et la fig.7a représentant la variation de la vitesse V en fonction de la course C.
On a pris comme exemple le cas d'un moteur pouvant donner des variations de vitesse de 250 à 1.000 t/m Comme on le voit en particulier sur la fig. 7, la première préparation se fera en C3 pour une vitesse de 1.000 t/m (correspondant à l'intensité d'excitation!2) sur une carac- téristique correspondant à 375 t/m (courbe a), tandis que pour une vitesse de 500 t/m la première préparation se fera sur une caractéristique de 460 t/m (courbe b).
La deuxième préparation s'effectue en C4 et consiste à rétablir le plein champ normal par fermeture du contact 8a. en amont du point de coupure de l'induit en 05 et à une distance constante,ce qui a pour effet de tendre à ramener les caractéristiques à et b vers la même intensité d'excitation i3 (correspondant par exemple à une vitesse de 375 t/m, ces courbes a et b se continuant à partir de C4 res- pectivement par les courbes a' et b'.
Sur la fige 7a on a représenté des courbes de vitesse en fonction de la course pour les cas correspondants à c ceux de la fig.7; la courbe'/est celle qui correspond à une vi- tesse de régime de 1.000 t/m par exemple, tandis que la courbe d est celle d'une vitesse correspondant à une vitesse de régime de 500 t/m.
Pour appliquer le procédé dont il vient d'être question, on utilise le dispositif électrique représenté sur la
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figure 5 et le dispositif électro-mécanique schématisé sur la fig. 6.
Le circuit d'excitation comprend, en plus du contact de plein champ 8a, de la résistance de surréglage 11 et du con- tact de surréglage 12a précédemment décrits à propos de la figure 3, un élément de circuit qui est mis en jeu par la mise en parallèle sur la portion de rhéostat utilisée 13-14, d'une résistance fixe 15, augmentés de la portion de rhéostat non uti- lisée 13-16, ceci grâce à la fermeture d'un contact dit de pré- paration 17a sous l'action d'une bobine 17 qui est excitée avant la coupure de l'induit.
Dans ces conditions, le premier stade de la prépara- tion consiste à provoquer la fermeture du contact 17a et le second stade de cette préparation consiste à rétablir le plein champ normal par la fermeture du contact 8a.
La réalisation de ces deux préparations peut être obtenue par le dispositif schématisé sur la fig.6. Sur cette figure, 18 représente l'organe commandé en mouvement. A cet organe est fixé un taquet 19 fixe ou réglable qui peut action- ner successivement les contacts fixes 203, 204 et 205. Le contact 203 détermine en C3 l'excitation de la bobine 17 et, par conséquent, la fermeture du contact 17a, ce qui constitue la première préparation de champ. Le taquet 19 agit ensuite sur le contact 204 qui ouvre en C4 le circuit de la bobine 8, ce qui a pour effet de fermer le contact 8a; etest la seconde prépara- enfin tion de champ.
Ce taquet 19 agit/sur le contact 205 qui provoque la coupure de l'induit, ce qui détermine le f reinage sur résistance et l'arrêt et, éventuellement, l'inversion du mouve- ment.
Les distances d1 et d2 dites distances de prépa-
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ration., peuvent ^être choisies d'une façon judicieuse de façon à obtenir au point de coupure de l'induit une vitesse voisine de celle qui correspond au plein champ normal (point C5 des graphiques des fig. 7 et 7a).
On réalise ainsi par la double préparation ci- dessus décrite un freinage en récupération très efficace.
Au point de coupure de l'induit, aussitôt cette coupure effectuée, on ferme l'induit sur une résistance fixe de freinage (ce qui sera rappelé plus loin à propos de la fig.9).
Dans ces conditions, la tension de coupure et, par conséquente l'intensité de freinage, est proportionnelle à la vitesse de l'induit au point de coupure;il en résulte que le freinage sur résistance est fonction de la vitesse de l'induit au moment de sa coupure du réseau. Il est facile de comprendre que de cette façon l'arrêt du moteur se fait à une distance pratiquement constante du point de coupure, puisque la vitesse atteinte au point de coupure est, grâce aux préparations de champ dont il a été question ci-dessus, ramenée à une valeur sensiblement constante, quelle que soit la vitesse précédem- ment atteinte.On réalise donc l'indépendance de la course de freinage par rapport aux vitesses utilisées et une grande précision dans les arrêts de l'organe commandé.
C'est un résultat particulièrement intéressant dans le cas de la commande d'une machine-outil telle que raboteuse, par exemple, puisque, de ce fait, on évite des courses de freinage variables en longueur suivant les vitesses obtenues précédemment et, par conséquent, dds courses totales dela table généralement imprécises.
Par les perfectionnements qui font l'objet de l'invention, au contraire, le taquet 19 étant réglé dans une po-
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sition déterminée, on est sûr que la table s'arrêtera également en un point bien déterminé. Cette précision des arrêts est également intéressante dans le cas de la commande dtascen- seurs oum onte-charges ou de machines d'extraction.
La course de freinage étant pratiquement constante et les points de coupure dépendant de la position des taquets de commande, on conçoit que, par rapport à un point fixe (porte-outil d'une raboteuse par exemple), les positions extrêmes de ces taquets par rapport à ce point fixe seront toujours les mêmes. Dans ces conditions, il est possible de munir ces taquets d'un index tel qu'il se trouve au droit d'un point fixe dans les positions extrêmes. Ces index déter- mineront exactement la course de la machine par rapport à ce point fixe quelle que soit la vitesse utilisée ; cette adjonc- tion d'un indicateur de course permettant par avance de régler celle-ci quelles que soient les conditions d'emploi de la machine et les vitesses utilisées,constitue également un des éléments caractéristiques de l'invention.
Il est à remarquer , en outre, que s'il y a inver- sion immédiate du sens de marche, le freinage sur résistance se termine, ainsi qu'il a déja été dit, par un temps de freinage à contre-courant à intensité réduite sous flux maximum, c'est- à dire plein champ shunt normal et flux série additif d es deux enroulements série 1, l' (voir fig.l), comme il a été indiqué précédemment pour le premier temps de démarrage. On évite ainsi toute fatigue anormale du moteur.
Comme il a été précisé également dans ce qui précède un relais de freinage à contre-courant, entraîné par le moteur, ne permet l'enclenchement des contacteurs d'accélération 4, 4', 4" qu'après inversion du sens de marche du moteur.
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Enfin, la ou les préparations de champ qui vien- nent d'être décrites et la disposition du taquet 19 agissant sur la suite des interrupteurs ou des contacts fixes 203, 204 205, permettent d 'empêcher des réglages excessifs en cas de faibles courses, c'est-à-dire de limiter automatiquement les réglages des vitesses maxima utilisables dans lesdites petites courses. Par exemple, sur une raboteuse, pour une course de table de 20 cm, il est sans effet sur la vitesse réelle de la table, de régler le curseur du rhéostat d'excitation pour une grande vitesse voiwine de la plus grande vitesse, plutôt que pour une vitesse égale au tiers ou au quart de catte grande vitesse.
Par contre, le réglage sur une grande vitesse conduit à freiner le moteur alors qu'il est encore en pointe d'intensité de démarrage, ce qui fatigue énormément le moteur lui-même et l'appareillage qui lui est associé.
Avec la disposition adoptée, de tels réglages excessifs sont empêchés, car si la longueur de la course est telle que le taquet 19 (voir fig.6) ne découvre pas l'un ou l'autre des contacts de préparation 203 ou 204, il s'ensuit que le champ minimum déterminé par ces taquets pour la prépa- ration de champ, sera maintenu pendant toute la course,et im- posera donc une vitesse maxim um pour les courses inférieures ou égales aux courses de préparation, quelle que soit la vi- tesse réglée par le curseur du rhéostat (ou les vitesses ré- glées par les curseurs); ainsi qu'on le verra plus loin, le rhéostat d'excitation comporte plusieurs curseurs réglables.
Bien entendu, ces avantages s'appliquent dans tous les cas et quelle que soit la machine commandée par le mo- teur à appareillage perfectionné qui fait l'objet de l'in- vention.
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On sait que 1 réchauffement du matériel électrique est très sensible sur le fonctionnement des moteurs à varia- tion de vitesse par le champ et que cet échauffement affecte principalement les courses de freinage et les vitesses obtenues à champ réduit.
Pour ce qui concerne le moteur même, c'est l'échauffement du circuit inducteur qui importe le plus; cet échauffement s e traduit par une réduction de champ supplémen- taire ayant un double effet: augmentation de la vitesse lors du fonctionnement en moteur, abaissement de la tension lors du fonctionnement en génératrice ; autrement dit, diminution de la puissance de freinage en même temps qu'augmentation de l'énergie, à absorber par ce freinage.
En ce qui concerne la cause'de freinage, il y a un autre faoteur très important à considérer: c'est ltéchauf- fement de la résistance de freinage. On utilise habituellement pour celle-ci un matériau dont le coefficient de température est appréciable, par exemple 0,0015 et une température de régi- me de l'ordre de 300 . Il en résulte que la résistance en ques- tion varie dans la proportion de 1 à 1,45, soit une augmenta- tion de résistance de 45% entre l'état froid et l'état chaud.
Pour remédier à cet inconvénient sérieux, on choisit pour la résistance de freinage, conformément à une caractéristique de l'invention, un matériau ayant un coeffi- cient de température assez faible, par exemple 0,'000.022 et une température de régime qui soit, par exemple, de l'ordre de 300 . Dans ces conditions, la variation de la valeur de la résistance entre l'état froid et l'état chaud se fait dans la proportion de 1, à 1,0198, autrement dit, la variation de résistance n'est plus que de 1,98%, c'est-à-dire pratiquement
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négligeable au lieu d'être de 45% comme dans le cas habituel, ainsi qu'on l'a indiqué ci-dessus.
Pour remédier à l'inconvénient qui résulte pour le moteur même de réchauffement: du circuit inducteur, on peut utiliser, conformément à l'invention, les deux moyens suivants, ensemble ou séparément : intercalation entre l'enroulement inducteur et le réseau d'une résistance appréciable ayant un.. coefficient de température et une température de régime aussi faibles que possible, couplage en série parallèle des inducteurs.
L'intercalation dans le circuit d'excitation de la résistance appréciable précitée à faibles coefficient, de température et température de régime, a pour effet que ledit circuit d'excitation, au lieu d'être presque uniquement composé de cuivre à coefficient de température élevé (0,004), se compose partie de cuivfe, partie d'alliageà bas coefficient.
Il en résulte sur l'ensemble du circuit,une atténuation sen- sible de l'écart de résistance totale entre l'état froid et l'état chaud,
Dans le premier tableau qui sera donné ci-après à titre d'exemple,, en supposant que l'on utilise une résistance fixe de 13 ohms, un rhéostat variable de 380 ohms et un enrou- lement d'excitation de 42 ohms, la résistance intercalée étant en outre, par exemple, en un alliage connu sous le nom de R.N.C.I. à coefficient moyen de 35/100.000 et à température de régime de 300 on constate que le courant d'excitation de l'état froid à l'état chaud varie de 4 a.36 à 3 a.61 pour la marche à plein champ et de 0 a.55 à 0 a.49 pour la marche à champ réduit.
Le montage des inducteurs en série parallèle,
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comme on l'a indiqué ci-dessus, permet d'atténuer encore cette différence, on peut même utiliser,, pour les résistances, des matériaux dont le coefficient moyen de température soit encore plus faible que celui qui a été indiqué..' par exemple qui soit de l'ordre de 0,05 à 0,12 x 10-3, la température de régime de 3000 étant conservée.
Dans le premier tableau qui va être donné ci-après, on a considéré d'un côté le montage ordinaire des inducteurs (avec l'utilisation conformément à l'invention de la résistance de sécurité à bas coefficient de température, 35/100.000), tandis que le second tableau qui sera donné également ci-après se rapporte au montage nouveau préconisé conformément à l'in- vention et en supposant pour celui-ci, un enroulement induc- teur ayant une résistance de 10 ohms,5, la résistance de sé- curité étant de 17 ohms, la résistance du rhéostat d'excitation de 190 ohms et le coefficient moyen de température égal à 0,07 x 10-3.
Dans les deux cas, on a supposé une tension d'ali- mentation de 240 V. Lesdits tableaux donnent la valeur du cou- rant d'excitation à plein champ et à champ réduit avant et après échauffement des circuits.
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Montase ordinaire
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froid A chaud à plein:! champ A plein champ A champ réduit Rêitance champ champ réduit .¯.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯### Résistance enrou- """""'/ lement shunt ... 42 42 :- 42x(1+ 4x60 - .52 08:- ôz ' ce Résistance de sécurité ....... 13 13 :-13X\1+6t3ÔX30014,365:- 14,365 Résistance rhéos- '"C' Ji , 'v'ni r.
Resistance . rht:1QI5-:- néant 680 néant 'ôq * 65X6 )=419,9 tat d'excitation néant :- 380:- néant ¯¯¯ :3 + 0 35x300):419,9 Résistance totale 55 JI..; 435 ,...Í\.. 66 445 486 -r;-- 345 ¯¯¯¯ Intensité d'exci- bzz-== tation : Totale t 4,66 ? z55 ? 6, 61 0, 49 Par circuit 4;a36 ; 0,a55 ; 6, 61 a49 Montage nouveau
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A froid chaud :à plein à champ A plein champ A champ réduit champ réduit Résistance enrou-' lement 10,5 10,5 :10,sxii+(4x60) 16,02 15,02 imbu Résistance de sécurité ....... 17 17 :17x +(07X300)f17 357: 17 357 Réx18tance nhéox-µ Résistance rhêoa- tat d'excitation néant 190 néant *190 0 0 93 Résistance totale: 27,b 8175 ZO,377 224 , 567 1"""'" Intensité d ' exc 1 - j ta.tion : totale µ 8,a72 1, 10 7,-90 l,a07 Par circuit : 4, 36:
0, 55 6,95 ¯ 0,8.53:5 -------------------- m------- -------- ------------ -------------------
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Comme on le voit, étant donné les exemples adop- tés, les courants d'excitation à plein champ et à champ réduit avant échauffement, sont les mêmes dans les deux montages, les chiffres de départ ayant été choisis à cet effet pour permet- tre la comparaison entre les deux montages après échauffement.
Ces tableaux permettent de constater qu'à plein champ, le circuit d'excitation pour le montage nouveau ne varie plus entre l'état froid et l'état chaud que de 4a, 36 à 3a, 95 au lieu de 4a, 36 à 3a, 61 dans le montage.ordinaire des inducteurs.
De même, à champ réduit, le courant d'excitation .ne varie plus entre l'état froid et l'état chaud que de 0a, 55 à 0 a 535 au lieu.de 0a, 55 à 0a, 49 dans le montage ancien.
Les différentes caractéristiques qui viennent d'être énumérées ci-dessus : utilisation de matériaux à faible coefficient de température pour la résistance de freinage, intercalation dans le circuit inducteur d'une résistance de sécurité à faible coefficient de température et couplage des inducteurs en série parallèle, pouvant être utilisées ensem- ble ou séparément et permettent de réduire dans de très no- tables proportions l'inconvénient qui résulte de réchauffe- ment du matériel électrique pour le fonctionnement d'un moteur à variation de vitesse par le champ.
on a indiqué dans ce qui précède que dans certains cas et particulièrement dans le cas de machines-outils,telles que raboteuses, il pouvait y avoir intérêt à réaliser des courses minimes et on a vu que de telles courses minimes pouvaient être réalisées par suite des précautions prises, telles qu'elles ont été indiquées ci-dessus : freinage à
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contre-courant à puissance réduite, démarrage avec appel de courant restreint et à plein champ maximum, limitation au- tomatique du réglage des vitesses lors de l'emploi de petites courses.
De cette façon, les renversements de marche si fréquente: soient-ils correspondent à un régime permanent admissible pour le moteur.
Mais pour permettre d'effectuer de telles courses minimes,. il ne suffit pas de prendre les précautions qui viennent d 'être rappelées pour éviter la fatigue du moteur.
Il est encore nécessaire d'utiliser un appareil de renverse- ment de marche et des taquets de commande qui soient suscep- tibles de fonctionner correetement pour des courses extrême- ment faibles, ce qui n'est pas le cas avec les appareils de renversement de marche et les taquets utilisés jusqu'à présent par exemple dans les machines-outils telles que raboteuses (voir fig.8, à titre d'indication, le genre d'appareil de renversement et de taquets habituellement utilisés et au moyen desquels la course minimum @@ @ possible ne peut descendre au-dessous de 23 cm).
Sur cette figure 8, qui représente à titre d'exem- ple, l'état antérieur de la technique, l'organe en mouvement 18 comporte des taquets réglables 19 (marche axant par exemple) et 19' (marche arrière)taquets qui agissent respectivement sur les galets 20 et 20' montés à l'extrémité des deux branches du levier à bascule 21 susceptible de tourner autour de l'axe 22.
Avec une telle forme de taquets et d'appareil de renver- sement, le déplacement longitudinal des taquets qui est néces- saire pour faire tourner le levier à bascule 21 d'un angle déterminé, par exemple 32 (angle 0{ parcouru depuis-le moment
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de l'attaque par le galet jusqu'à la rupture brusque de l'in- verseur), sera de 10 cm ce qui correspondra à une course mini- mum de 23 cm. En outre, étant donnée la forme des .taquets 19 et 19', si l'on.rapproche ceux-ci pour l'obtention d'une très faible course, celle-ci sera limitée par l'espace nécessaire au basculement de l'inverseur 21 entre les taquets 19 et 19'.
Si l'on veut descendre au-dessous de cette course, il faut adopter la forme de taquets et d'appareil de renverse- ment, conformes à l' Invention, tels qu'ils ont été représentés à titre d'exemple sur la fig. 8a.
D'après ladite invention, l'appareil de renversement et les taquets de commande ont une forme telle que l'angle de fonctionnement de l'appareil corresponde à une très faible course d'a mécanisme commandé, tout en permettant le logement de cet appareil entre les taquets sans gêner le fonctionnement.
Conformément à une autre caractéristique de l'in- vention sur ce point, l'axe de pivotement 22a du levier à bascule 21a est relevé et la longueur totale des branches (entre le point 22a et l'axe du galet correspondant) est plus faible que celles des branches correspondantes (toujours comptée à partir de l'axe 22) du système ordinaire représenté sur la fig. 8. Dans le cas par exemple de la fig. 8a représentait un dispositif conforme à l'invention, le déplacement longitu- dinal des taquets nécessaire à une rotation [alpha]= 32 du levier à bascule sera de 2 cm, ce qui permet une course minimum corres- pondante de 5 cm au lieu de 23 cm dans le cas précédent.
En outre, conformément à une autre caractéristique de l'invention sur ce point,les taquets 19a et 19'a oompor- tent des échancrures 24 grâce auxquelles lesdits taquets 19a et 19'a peuvent être rapprochés l'un de l'antre pour corres-
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pondre à cette très faible course de 5 cm.
On voit ainsi que, grâce aux perfectionnements qui viennent d'être décritsil est possible d'obtenir des courses extrêmement faibles de l'organe commandé par le moteur à variation de vitesse par le champ dans l'appareillage duquel entre un inverseur du sens de marche tel que celui qui est représenté sur la fig. 8a.
Sur les fig. 9 et 9a, on a représenté, en ce qui concerne les circuits principaux pour la fig.9 et en ce qui concerne les circuits de contrôle pour la fig. 9a, le schéma électrique des dispositifs d'arrêt et de freinage automatique, fonctionnant en cas de manque de tension.
Les perfectionnements dont il va être question maintenant s'appliquent au cas général d'un moteur à excitation indépendante en cas de manque de tension pour une raison quel- conque telle que disjonction, coupure brusque de courant, baisse lente de tension, fausse manoeuvre, etc... ; l'excita- tion du moteur normalement prise sur le réseau se trouve alors coupée et le freinage électrique du moteur devient dans ces conditions impossible.
Un tel inconvénient peut être grave, si le moteur entraîne par exemple un mécanisme dont l'arrêt immédiat peut être obligatoire (appareil de levage ou de manutention) ou un mécanisme nécessitant des arrêts précis (ascenseur ou monte- charge), ou encore un mécanisme à inversion électrique du sens de marche à course précise ( machine-outil alternative, raboteu- se, etc).
Dans ce cas, l'inconvénient signalé peut constituer un véritable danger, car de telles machines n'ayant pas nor- malement d'autre freinage possible que le freinage électrique, la suppression de celui-ci entratne obligatoirement le déré-
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glage de la course dont les conséquences peuvent être multiples et graves, la machine poursuivant aveuglément sa course jusqu'à. absorption totale de l'énergie cinétique emmagasinée dans la masse en mouvement (rotor du moteur en particulier), à moins qu'un accident préalable ne limite cette course: butée d'un chariot en fin de course sur une chanfreineuse, mécanisme de commande désemparée sur une raboteuse à commande par crémail- 1ère.
Dans ce qui va suivre, on va décrire les perfectionnements apportés dans l'appareillage du moteur$, conformément à l'inven. tion, dans son application à une commande de raboteuse par exemple, commande utilisant une excitation indépendante et un renversement de marche par Inversion du courant dans l'induit du moteur, il est toutefois entendu que les perfectionnements dont il va être question maintenant s'appliquent à toutes les commandes de machines ou appareils, tels que ceux qui ont été indiqués.
D'âpres l'Invention, en cas de manque de tension brusque ou progressive, l'excitation du moteur est coupée du réseau mais elle est reprise aux bornes marnes du moteur. A cet effet, un relais voltmétrique assure le passage de l'excitation sur l'induit, en même temps qu'il proveque le déclenchement des contacteurs de marche. Un jeu d'inverseurs-pilotes sélec- tionne le branchement sur l'induit de telle façon que le sens de l'excitation soit maintenu constant,quel que soit le sens du rotation du moteur, c'est à dire quelque soit le sens du courant de l'induit,
Ainsi qu'on le voit sur les fig.
9 et 9a, des contac- tours 25 et 26, dont les bobines sont placées dans le circuit
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de contrôle de la fig. 9a et dont les contacts 25a et 26a sont placés, comme on le volt sur la fig.9, sur le circuit d'alimen- tation de l'Induit 2 du moteur, sont selectionnés au moyen de l'inverseur automatique I1 et I2.
Si c'est le contact I1 de cet inverseur qui est fermé ( le contact I2 étant alors ouvert), c'est le contacteur 25 qui sera excite et, par conséquent, lee contacte 25a qui seront fermés. ce qui amène le courant à 1'induit 1 dans un certain sens correspondant, par exemple à la marchavant. Si, au contraire, c'est le contact I2 de l'inver- seur qui est fermé (le contact Il étant alors ouvert), c'est le contacteur 26 qul sera éxcité et les contacts 26a qui aèrent fermés, ce qui aura pour effot d'amener le courant d'excitation de l'induit 2 en sens inverse correspondant par exemple à la marche arrière.
L'excitation de ces contacteurs 25 et 26 ne pourra toutefois se faire que si les contacts 27c et 28a dont il va être question un peu plus loin sont fermée.
Dans le marne circuit de contrôle que les contac- teurs 25, 26, est disposé le contacteur d'accélération 4 dont on a déjà parlé à propos de la figure 1, contacteur qui, lors- qu'il est excité, ferme son contact 4a (voir fig.9),ce qui a pour effet de court circuitér la résistance de démarrage 3 (sur cette fig.9 n'ont pas été représentés les autres éléments du circuit d'alimentation de l'induit, tels que l'enroulement l' et les resistances 3' et 3").
Il y a lieu d'observer que l'excitation du contac- teur 4 est contrôlée par les contacts 25c et 26c soumis aux contacteurs 25 et 26 do marche avant et de marche arrière.
Autrement dit, ce contacteur 4 ne peut être excité que lorsque l'un ou l'autre des contacteurs 25 ou 26 l'a été*
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En outre, l'ensemble des contacteurs 25,26 et 4, ainsi que cela a été désigné ci-dessus, est contrôlé par le contact 27c du contacteur 27 monté également dans le circuit de contrôle de la fig. 9a.
Le contacteur '27 est un contacteur dit de prépara- tion de marche qui ferme au moyen de ses contacts 27a (voir fig.9) le circuit d'excitation sur son alimentation normale; autrement dit, lorsque le contacteur 27 est e xcité, les contacts 27a sont fermés et l'enroulement d'excitation 10 est normalement alimenté (sur la fig.9 on a représenté à titre d'exemple un circuit d'excitation tel que celui qui est repré- senté sur la fig.2).
Il est évident qu'on peut également adopter des circuits d'excitation tels que celui de la fig.3 ou tels que celui de la fig.5/
Lorsque le contacteur 27 n'est pas excité, les contacts 27a s'ouvrent, tandis que les contacts 27'â qui en sont solidaires, sont fermés, ce qui a pour effet d'alimenter l'enroulement d'excitation 10 par l'induit même du moteur, par l'intermédiaire des fils 29 et des contacts 30'(ou 31a) dont il sera question ci-après.
Le contact 27c permet de s'assurer que l'excita- tion du moteur est alimentée normalement par les contacts 27a avant l'excitation du contacteur de marche avant 25 ou arrière 26, c'est-à-dire avant l'alimentation de l'induit.
De plus, le contacteur 27 n'est excité que lorsqu' on appuie sur le bouton-poussoir de marche 13; le bouton- poussoir d'arrêt 14 étant fermé, Ce contacteur est, en outre, auto-alimenté au moyen du contact 27b qui se ferme lorsque le contacteur 27 est excité, par suite de l'abaissement du bouton-poussoir 13. Le contacteur 27 est libéré lorsqu'on
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manoeuvre le bouton manuel d'arrêt 14.
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Enfin, tout l'ensemble des contactearrs a,6,,,', 4 et 27 disposés dans le même circuit de contrôle, est com- mandé par le contact 28a qui s'ouvre lors du fonctionnement du relais 28 à minimum de tension; ce relais est monté entre les deux fils d'alimentation de l'induit 2 et agit dans le sens indiqué en cas de manque de tension quelle qu'en soit la cause.
Ainsi qu'on le voit sur la fig.9,en parallèle avec l'induit 2, sont montés deux contacteurs 30 et 31 qui sont des contacteurs de sélection pour chaque sens de marche;ils sé- lectionnent sur l'induit,grâce à leurs contacts 30a et 31a, placés sous leurs contrôles, le sens correct de l'alimentation éventuelle de l'excitation en cas de manque de tension.De cet- te façon,le sens du courant dans l'excitation reste constant quel que soit le sens du courant de l'induit. Cette alimenta- tion, en cas de manque de tension, se fait,ainsi qu'il a été dit précédemment, par les deux contacts à ouverture 27'a com- mandés par le contacteur 27, lui-même contrôlé par lerelais 28, ainsi qu'il a été expliqué.
Le contacteur de sélection 30 est excité lors de la fermeture du contact 25d placé sous le contrôle du contacteur 25 de marche avant. Aussitôt que ce contact 25d a été fermé par l'excitation du contacteur 25, la bobine 30 du contacteur se trouve auto-alimentée par son contact 30b et cela jusqu'à l'ouverture du contact 26e normalement fermé et s'ouvrant lors de l'excitation du contacteur 26 de marche arrière, le contact 26e étant disposé en. série avec le contact 30b comme on le voit sur la fig.9.
De cette façon, le contacteur 30 reste alimenté pen- ' dant la période de freinage après déclenchement du contacteur
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de marche avant (c'est à dire après ouverture du contact 25d), déclenchement provenant, soit de l'inversion normale de l'inver- seur Il, I2, soit du fonctionnement du relais 28 à minima de tension. Ainsi, le contacteur 30 reste alimenté sur l'induit par les contacts 30b et 26e, les contacts 30a restent fermés et, l'alimentation de l'excitation, à la coupure du contacteur 27 (résultant de celle du relais 28 par l'ouverture du contact 28a), se fait également sur l'induit dans le sens convenable par les contacts à ouverture 27'a qui sont fermés du fait que le contac- teur 27 n'est plus excité.
Le freinage s'effectue, ainsi qu'il a déjà été indiqué précédemment, par fermeture de l'induit 2 sur la résistance de freinage 32 avec laquelle sont montés en série deux contacts à ouverture 25b et 26b soumis respectivement aux contacteurs 25 et 26 de marche avant et de marche arrière. Ces contacts 25b et 26b sont normalement fermés lorsque les contacteurs 25 et 26 ne sont excités ni l'un ni l'autre, du fait par exemple de l'ouverture du contact 28à du relais 28.
Le freinage rapide de l'induit 2 et la self de l'enrou- lement d'éexcitations 10 permettent d'obtenir l'arrêt du moteur avant que le courant d'excitation traversant l'enroulement 10 ne soit tombé à une valeur insuffisante malgrè la décroissance rapide de là tension aux bornes de l'induit 2 alimentant cet enroulement d'excitation.
Le fonctionnement da contacteur de sélection 31, enclenché par le contact 26d du contacteur de marche arrière 26, est analogue à celui qui a été décrit ci-dessus pour le contacteur de sélection 30.
Les circuits de.ce contacteur 31 sont disposés en parallèle avec le contact 26d, le contact d'auto-alimentation
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31b et la contact 25e à ouverture soumis à l'action du contac- teur 25.
On voit d'après ce qui précède et d'après l'ensemble qui vient d'être décrit avec références aux fig. 9 et 9a, qu'on obtient,grâce aux perfectionnements qui font l'objet de l'invention, une grande sécurité de fonctionnement et en par- ticulier le freinage se trouve assuré, marne dans le cas de manque de tension. un autre perfectionnement visé par l'invention consiste à inscrire en face de chaque plot du rhéostat d'exci- tation la vitesse correspondante.
En général, jusqu'à présent, la valeur totale du rhé- ostat, calculée ou répartie plus ou moins empiriquement entre les divers plots, était ensuite ajustée suivant les essais du moteur. Il en résultait que les plots du rhéostat engendraient des vitesses (décelées par un tachymètre pendant le fonctionnement) que rien ne déterminait à l'avance. Le réglage de la vitesse se faisait, dans ces conditions, par tâtonnement en cours de fonctionnement.
Conformément à un procédé qui constitue une des caractéristiques accessoires de l'invention, on prend soin de déterminer les valeurs ohmiques entre les plots d'après les essais du moteur. Dans ces conditions il devient possible d'échelonner régulièrement les vitesses sur un rhéostat et également d'inscrire eh face de chaque plot la vitesse corres- pondanté.
On peut ainsi avant la mise en marche; régler le rhéostat sans tâtonnement sur la vitesse que l'on désire obtenir, comme on pourrait le faire par"exemple avec un chan- gement de vitesse mécanique muni d'un tableau.
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On a vu dans ce qui précède, que le freinage se faisait en récupération jusqu'à la vitesse correspondante au plein champ normal, puis que ce freinage se faisait ensuite sur la résistance 32 jusqu'à l'arrêt ou jusqu'au freinage à contre-courant dans le cas de renversement de marche.
L'adoption du freinage en récupération a pour effet de restituer au réseau une partie importante de l'énergie absorbée pour la mise en vitesse du moteur, lors du fonction- nement de celui-ci aux grandes vitesses.
Si la vitesse utilisée correspond à quatre fois la plus petite vitesse n, et si la vitesse correspondant au plein champ normal est égale à 1,5n, l'énergie totale absorbée par le freinage sera de: K.PD x (4 n)2 = 16.K.PD n2 étant le poids de l'induit, D le diamètre du cercle engen- dré par le centre de gravité d'une section de la surface de révolution de l'induit, et K. un coefficient numérique.
Cette énergie totale se répartira de la façon suivante :- énergie à absorber par le freinage en récupération:
K.PD2 (4n)2 - (1,5n)2, soit 13,75 K.PD2 n2 - énergie à absorber par le freinage sur résistance: K.PD2 il)2 , soit 2,25 K.PD2 n2
Si rm et rg sont les rendements du moteur en moteur et en génératrice respectivement, l'énergie absorbée au réseau par le motenr pour atteindre la vitesse 4n sera de 16 K.PD2 n2 et l'énergie restituée par récupération pour passer rm de la vitesse 4n à la vitesse 1,5n sera de: 13,75 K.PD2n2 x rg.
Le rapport de l'énergie récupérée à l'énergie absorbée sera donc de :
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Pratiquement pour la vitesse 4n, l'énergie ré- cupérée par le frinage sera de l'ordre de 50 à 60% de l'éner- gie absorbée pour la mise en vitesse du moteur, ce qui est particulièrement, intéressant dans le caz de renversement de marche successifs ou de démarrages fréquents.
Dans tout ce qui précède, on a supposé que la vitesse de régime du moteur restait constante au cours du fonc- tionnement et avait été déterminée, avant la mise en route, par la position du curseur d'un rhéostat.
Il est évidemment toujpurs possible, en cours de fonctionnement, de modifier à la main la position de ce curseur pour modifier la vitesse du moteur. Il peut toutefois être intéressant de réaliser automatiquement des variations de vitesse au cours d'une même course en des points pré-determinés de cette course,, ce que permettent de réaliser les perfection- nements qui vont 'être décrits maintenant et qui constituent une des caractéristiques importantes de l'invention.
Sur les fig. 13 et 13a, on a représenté un exemple de la mise en oeuvre de cette caractéristique; la fig.13 représente le circuit principal d'excitation, et la fig.13a représente le circuit de contrôle comprenant les contacteurs agissant sur certains contacts du circuit principal précité.
Dans le but d'obtenir le résultat ci-dessus indiqué, au lieu de prévoir sur le rhéostat d'excitation 7 un seul curseur tel que le curseur 7a indiqué dans les modes de réalisation précédents, on prévoit deux curseurs 7'a et 7'la qui peuvent être mis alternativement en service au moyen d'un double contact inverseur 33a, 33'a, dont la position est commandée par un contacteur 33 placé dans les circuits de contrôle (voir fig.13a) en même temps que le contacteur de
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préparation au freinage 17 (voir précédemment ce qui a été dit à ce sujet à propos du mode de réalisation de la fig.5), et que le contacteur 8 de plein champ normal (voir ce qui a été dit précédemment à ce sujet à propos du mode de réali- sation de la fig.2), ces deux derniers contacteurs commandant comme on l'a vu,
les contacts 17a et 8a de la fig.13.
En plus de ces contacts 8a et 17a, on a prévu un contact 34a qui, lorsqu'il est fermé, shunte la totalité du rhéostat 7. Ce contact, dont la fermeture est commandée par l'excitation du-contacteur 34 (voir fig.13a), sera appelé con- tact de plein champ maximum.
Le circuit du contacteur 33 comporte un contact à ouverture 4"b qui s 'ouvre lorsque le troisième contacteur d'accélération 4" est excité (voir ce qui a été dit à ce sujet à propos de la fig.l). Ce contact 4"b peut être shunté par un élément de circuit comprenant un contact d'auto-alimentation 33c pour le contacteur 33 et par un interrupteur à ouverture 15 qui fonctionnera dans les conditions qui seront indiquées plus loin. De plus, le contact 4"b peut être shunté par l'inter- rupteur à fermeture la dont le fonctionnement sera indiqué plus loin.
Enfin, dans le circuit du contacteur 33, se trouve un contact à fermeture l'2 calé sur un dispositifinverseur du sens de marche actionné par l'organe commandé par le moteur (comme l'interrupteur 11 de la fig.9a).
Dans le circuit du contacteur 34, est disposé un Interrupteur à fermeture 17 dont l'action sera également ex- pliquée plus loin.
Sur le circuit du contacteur 17, est placé un interrupteur à fermeture la (voir pluslsin son fonctionnement)
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en série avec uncontact à ouverture 33d dont l'ouverture est commandée par l'excitation du contacteur 33. Ces deux contacts peuvent être court-circuités par un interrupteur à fermeture I9 dont le fonctionnement sera également expliqué plus loin, ou bien par les contacts 17b (fermés lors de l'excitation du contacteur 17) et le contact 33e (fermé lors de l'excitation du contacteur 33).
L'ensemble des éléments de circuits qui viennent d'être décrits pour le contacteur 17 et le contacteur 34 est placé sous le contrôle d'un contact 25± qui se ferme lorsde l'excitation du contacteur 25 de marche avant. Un interrupteur I10, qui peut être court-circuité par un contact 17c (fermé lors de l'excitation du contacteur 17), est disposé en série avec le contacteur 17,cet élément dd circuit étant placé sous le contrôle du contact 26f (fermé lors de l'excitation du contacteur 26 de marche arrière).
Enfin, le contacteur 8 est; connecté, soit par l'intermédiaire de l'interrupteur l"2, soit par l'intermédiaire de l'interrupteur I'[alpha], avec respectivement le contact 26g (dont la fermeture est commandée par l'excitation du contacteur 26 de marche arrière) et le contact 25g (dont le fermeture est assurée par l'excitation du contacteur 25 de marche avant).
L'ensemble de ces contacts étant contrôlé par le contact 4c dont la fermeture estelle-même commandée par le premier
4- - contacteur/d'accélération par l'induit (voir fig.1).
On va indiqua?maintenant le fonctionnement normal du circuit d'excitation qui vient d'être décrit pour une course de "coupe" à la vitesse réglée par le curseur 7'a et pour une course de "retour" réglée par le curseur 7"a.
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1 - Course de "coupe" a) Départ et accélération
Le curseur 7'a est en circuit depuis le freinage re- tour grâce à la fermeture du contact 33a, sous l'action du contacteur 33 qui est excité par la fermeture du contact 1'1 de l'inverseur de table (fermé lors de la coupure de l'in- duit au début du freinage sur la résistance 32 représenté sur la figure 9).
Le plein'champ normal est Etabli par le contact à ou- verture 8a du contacteur de plein champ normal 8, lequel n'est pas excité au départ (ce qui laisse fermé le contact 8a).
Ce contacteur est excité lors de la fermeture du contact 4c du premier contacteur d'accélération par l'induit, les con- tacts 25g et I'2 étant fermés dans le sens "coupe".
L'excitation du contacteur 8 ouvre le contact Sa et le curseur 7a est alors seul en service. Le moteur prend a- lors la vitesse V1 correspondant à la position de ce curseur. b) Première préparation au freinage
Le contacteur 17 est-excité par le passage du taquet "coupe" sur le contact de préparation I9 (correspondant à l'action du taquet 19 sur l'interrupteur 203 de la figure 6) et reste auto-alimenté grâce aux contacts 17b et 33e, le con- tact 25f étant fermé lors de la coupe (puisque le contacteur 25 de marche avant est excité).
Le contacteur 17, grâce à son contact 17a, met alors en service la résistance de préparation 15 dont le rôle a été précédemment expliqué à propos de la figure 5. c) Deuxième préparation au freinage
Le taquet "coupe" attaque ensuite l'inverseur de ta- ble, 'et ouvre le contact I'2 calé sur cet inverseur (qui cor-
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refond au passage du taquet 19 sur l'interrupteur 204 de la figure 6. Le contacteur 8 se trouve coupé et son contact à. ouverture 8a qui court-circuite partiellement le rhéostat 7, impose le plein champ normal si le curseur 7'a ne court- circuite pas lui-même une portion supérieure de ce rhéostat.
d) Coupure et freinage en "coupe" A la coupure du courant sur l'induit par l'inverseur de table (ce qui correspond au passage du taquet 19 sur l'in- terrupteur 205 de la figure 5 et de la figure 6) celui-ci ouvre le contact le 1 et déclenche le contacteur 35 qui ces. se d'être excité; dans ces conditions, son contact à ferme- ture 33a s'ouvre et libéra le curseur de coupe 7'a, tandis que son contact à. ouverture 33'a se ferme,. ce qui met en cir- cuit le curseur de retour 7"a.
Pendant le freinage sur résistance, le plein champ normal reste établi par le contact 8a fermé lors de la se- conde préparation, à moins que le curseur 7'la ne court-circuite alors une portion supérieurs du rhéostat 7.
2 - Course de "retour". a) Départ et accélération
Le contacteur de plein champ normal 8 est excité lors de la fermeture du contact 4c d'accélération sur l'induit, les contacts 26g et Il' 2 étant fermés dans le sens "retour"; son contact 8a est dans ces conditions libéré et le curseur 7"a reste seul en service sur le rhéostat 7, le moteur prend alors la vitesse V3 correspondant à la position de ce curseur, b) Première préparation au freinage:
Le contacteur 17 estexcité par le passage du taquet "retour" sur le contact de préparation I10 et reste auto-ali- menté par son contact 17c, le contact 26f étant fermé par
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l'excitation du contacteur 26 de marche arrière.
Comme précédemment, le contacteur 17 met en service la résistance de préparation 15, grâce à son contact 17a. c) Deuxièmepréparation au freinage:
Le taquet "retour" attaque ensuite l'inverseur de ta- -ble et ouvre le contact I"2 calé sur cet inverseur. L'a- limentation du contacteur 8 se trouve coupée et son contact 8a se ferme pour court-circuiter partiellement le rhéostat 7, ce qui a pour effet d'imposer llein champ normal si le cur- seur 7"a ne court-circuite pas lui-même une portion supérieu- re de ce rhéostat. d) Coupure de l'induit et freinage en course "retour" :
Au moment de la coupure du courant sur l'induit par l'inverseur de table, celui-ci ferme le contact I'1, ce qui a pour effet d'exciter le contacteur 33 qui, grâce à son contact à ouverture 33'a, libère le curseur "retour" 7"a, tandis que son contact à fermeture 33a met en circuit le cur- seur "coupe" 7'a.
Le plein champ normal reste établi pendant le freina- ge sur résistance par. le contact 8a qui s'est fermé lors de la deuxième préparation, à moins que le curseur 7'a ne court- circuit alors une portion supérieure du rhéostat 7.
Ainsi qu'on vient de le voir, par conséquent, le schéma représenté sur les figures 13 et 13a permet de réaliser les . caractéristiques qui ont été indiquées précédemment pour as- surer une montée en vitesse rapide avec un freinage préparé de telle façon que la vitesse du moteur, au moment'de la cou- pure de 'induit, soit une vitesse déterminée sensiblement indépendante des vitesses précédemment obtenues.
Mais, en outre, l'ensemble des dispositions qui vien-
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nent d'être décrites à propos des figures 13 et 13a,permet dtobtenir des modifications automatiques de vitesse en cours de fonctionnement, ainsi qu'on va en décrire maintenant quel- ques exemples dans le cas où l'appareillage d'un moteur ain- si perfectionné est appliqué à la commande d'une raboteuse, étant entendu que des avantages équivalents peuvent être ob- tenus grâce aux caractéristiques ci-dessus décrites pour d'au- tres genres de machines ou d'appareils.
En ce qui concerne le rabotage, par exemple, on sait que la vitesse maximum utilisable pour la coupe d'un métal donné est en grande partie limitée par la résistance du tran- chant de l'outil aux chocs qu'il reçoit à l*attaque de la pièce. Il en résulte qu'aussitôt après la pénétration de l'ou- til dans la pièce à, usiner, on peut augmenter la vitesse de coupe sans dommage pour l'outil, ce qui augmente sensible- ment le rendement de la machine, puisque les cycles de ra- botage, pour une même production, s'effectuent plus rapide- ment.
De même, pour limiter l'effet de ressort sur le tranchant de l'outil au débouché de la pièce, ainsi que l'ar- rachement de celle-ci qui risquerait de se produire si l'ou- til terminait sa coupe à trop vive allure, il y a. intérêt à adopter une vitesse plus réduite en fin de coupe.
Ces deux points : accélération de l'outil après son entrée dans la pièce et ralentissement avant sa sortie, cons- tituent les particularités de ce qu'on appellera dans ce qui va suivre le "cycle Berthiez". Ce cycle s'applique d'ailleurs â tout autre usinage analogue.
Sur la figure 10, on a représenté les avantages et les particularités du cycle en question. Le diagramme montré
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sur cette figure représente la vitesse V d'une pièce en cours d'usinage en fonction de la course d'usinage C sur une rabo- teuse. Au-dessous,de ce diagramme, on a figuré très schéma- tiquement la pièce 35 en cours d'usinage, placée sur la ta- ble 36 aveo figuration également de l'outil de coupe 37.
Le fonctionnement normal aurait lieu suivant le tracé en traits pleins à la vitesse V1.
Le fonctionnement suivant le "cycle Berthiez" est re- présenté sur le même diagramme en.pointillé.
Ainsi qu'on le voit, la pièce à usiner est attaquée à la vitesse Vi après avoir parcouru la course cc - c1.Dès l'attaque de la pièce en c1, on augmente la vitesse jusqu'à la valeur V2 qui peut être supérieure à V1 de 50 à 100 % et plus, suivant la nature de la pièce et de l'outil et sui- vant la fragilité de ce dernier. La vitesse V2 est abaissée en fin de coupe de telle façon qu'à la sortie de la pièce en.22, la vitesse soit de nouveau ramenée à la vitesse V1 ad- mise'en fonctionnement normal.
Ainsi qu'on le voit également, la course s'arrête en ±4 , au lieu de se terminer en c , ce qui, pour une même cour- se utile ±1- c2, diminue la course totale de la distance c3 - c4.
-Il est un autre cas en rabotage où des variations de vitesse en cours de course sont intéressantes à obtenir.
C'est le cas, par exemple, du fonctionnement d'une raboteuse ayant à usiner des bossages relativement éloignés les uns des autres, comme on l'a représenté sous le diagramme de la fi- gure 11, où la pièce à usiner 35, placée sur la table 36, comporte des bossages 35'a et 35'b éloignés l'un de l'autre et soumis à l'action de l'outil 37,
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Dans un tel cas, la course da,ns le sens "retour" se fera uniformémentà grande vitesse; dans lesens "coupe", il y a intérêt à ne conserver la vitesse réglée pour la coupe que pendant l'usinage proprement dit, tandis qu'entre les bossa- ges la grande vitesse utilisée pour le sens "retour" peut être adoptée.
Sur le diagramme de la figure 11, on a représenté égale- ment, comme dans le cas de la figure 10, la vitesse de dépla- cement de la pièce en fonction de la course. La courbe en trait plein indique la vitesse de coupe dans un fonctionne- ment normal; la courbe en pointillé représente le fonctionne- ment préconisé avec accélération entre les bossages et appli- cation du "cycle Berthiez" pour l'usinage de chaque bossage.
Ainsi qu'on peut le remarquer, l'entrée et la, sortie de l'outil pour chaque bossage à usiner, ont lieu à la vi- tesse Vi norma.lement admise, la vitesse d'usinage des bossa- ges est accélérée conformément au "cycle Berthiez" jusqu'à la vitesse V2 et entre les bossages, la vitesse V3 corres- pondant à la'vitesse admise pour la course de retour est a- doptée.
Sur la figure 12, on a représenté un troisième cas par- ticulier d'application du "cycle Berthiez". C'est celui de l'usinage sur une même course de pièces juxtaposées telles
35"c que les pièces 35"a, 35"b. indiquées sous le diagramme de la dite figure, pièces qui sont disposées sur la table 36 et qui sont attaquées par l'outil 37, ou bien de l'usinage de pièces telles que 35"'présentant des solutions de continuité telles que 35"'a et35"'b. Le graphique donne la valeur des vitesses de coupe V en fonction de la course C. La courbe en trait plein est celle qui correspond au fonctionnement normal,
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tandis que la courbe en pointillé est celle qui correspond au fonctionnement préconisé.
On voit, dans ce cas, comme dans le cas de la figure 11, l'intérêt que présente le cycle adopté, puisqu'il per- met de diminuer d'une façon importante la durée du cycle de rabotage et, par conséquent, d'augmenter le rendement de la machinas
Sur la figure 14, on a représenté un autre exemple de variation de vitesse pendant la course avec, au-dessous du graphique, l'emplacement des différents taquets montés sur la table et agissant sur les différents interrupteurs à galets représentés schématiquement sur la droite de la fi- gure.
Bien entendu, grâce au système de ces taquets et de ces interrupteurs qui commandent différents contacts I5 à I8, de la figure 13a, il est possible de réaliser toutes succes- sions désirées de vitesses et toutes combinaisons de celles ci à partir, par exemple, des trois vitesses V1, V2, V3.
A titre d'exemple, on va décrire d'une façon détail- lée le fonctionnement d'un dispositif conforme à l'invention et tel que celui qui a été représenté sur les figures 13 et 13a pour obtenir, au moyen des taquets et des interrup- teurs représentés sur la figure 14, des modifications auto- matiques de vitesse en cours de fonctionnement*
En ce qui concerne tout d'abord la course de "retour" il y a lieu de remarquer que celle-ci se déroule de façon identique à ce qui a été expliqué ci-dessus à propos de la course de "retour" en fonctionnement normal,. Il est donc inu- tile d'y revenir.
On va considérer maintenant le fonctionnement pendant
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la course de "coupe" pour réaliser ces diverses variations de vitesse. Par l'action de taquets appropriés, tels qu'ils vont être définis dans ce qui va, suivre, sur les contacts I5 à I8 représentés sur le schéma de la figure 13a et symboli-' quement à la partie inférieure de droite de la figure 14, on peut obtenir toutes combinaisons possibles des trois vites- ses suivantes
1 - Vitesse de coupe V2 réglée par le curseur 7'a; 2 - Vitesse de retour 1,,réglée par le curseur 7'la;
3 - Vitesse minimum V1 correspondant au plein champ maximum.
Pour cela, on utilise parmi les taquets suivants ceux qui sont nécessaires pour obtenir la combinaison de vitesse désirée et ceci dans les conditions qui vont être indiquées pour chaque taquet a) Taquet de relentissement simple 19a
Ce taquet est utilisé chaque fois que l'on désire, dans la course de "coupe", passer du réglage sur la vitesse de coupe V2 définie par le curseur 7'a à. une vitesse inférieu- re (généralement la vitesse minimum V1 déterminée par le plein champ maximum), en un point donné, et pouvoir ensuite repren- dre éventuellement la vitesse de "coupe" V2.
Le taquet est muni d'un index que'l'on place en re- gard du point où l'on veut obtenir ce ralentissement;,,
Par exemple, pour réaliser le "cycle Berthiez", en course normale, tel qu'il est indiqué sur le graphique de la figure 10, on placera un taquet 19a en regard du point c1 de la course (et éventuellement en regard du point si le frei- nage au renversement de marche avait lieu au delà. du point c2).
Il en sera de même aux points 9^1 et éventuellement
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des graphiques des figures 11 et 12 et aux points c7 et ±8 du graphique de la figure 12.
Chaque taquet de ralentissement 19a agissant au passage sur, le contact fixe à pression permanente I7 (figu- re 13a et 14) provoque l'excilation du contacteur de'plein champ maximum 34, lequel, au moyen de son contact 34a, shunte la totalité du.rhéostat d'excitation pendant tout le temps où le taquet 19a agit sur le contact ou interrupteur I7.
Un verrouillage par le contact 25f du contacteur 25 de marche avant (sens coupe), ne permet l'enclenchement du contacteur 34 que dans le sens "ooupe". b) Taquet de ralentissement et de reprise rapide 19b
Ce taquet est utile chaque fois que l'on désire passer pendant la course de "coupe", de la vitesse de "coupe" à la vitesse de "retour" avec un ralentissement préalable à la vitesse inférieure à la vitesse de coupe.
Le taquet est muni d'un index que l'on place en re- gard du point où l'on veut obtenir un tel ralentissement. Par exemple, pour réaliser le cycle de vitesses schématisé sur la figure 11, on placera le taquet 19b en regard du point c5.
L'action du taquet 19b est identique à celle du ta- quet de ralentissement simple 19a, mais en plus, au point de reprise de la vitesse de "coupe", un bossage de ce taquet coupe au passage le contact fixe à ouverture I5 de la figure 13a et de la figure 14.
L'ouverture du contact I5 coupe l'auto-alimentation par le contact 33c, du contacteur 33 d'inversion des curseurs (contacteur normalement enclenché dans le sens "coupe").
Le contact à ouverture 4"b et le contact à fermeture I5 étant ouverts à ce moment, le contacteur 33 cesse d'être
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excité, ce qui provoque l'ouverture du contact 33a et la fer- meture du contact 33'a, c'est-à-dire la mise en service du curseur de retour 7'la à la place du curseur de coupe 7'a.
La vitesse s'établit donc à la valeur réglée par le curseur 7'la, c'est-à-dire à. la vitesse V3. c) Taquet de ralentissement et de reprise modérée 19c
Ce taquet est utile chaque fois que, da.ns la course de "coupe", on désire repasser de la vitesse de 'retour' (ob- tenue par l'action du taquet 19b dont il vient d'être ques- tion) à. la vitesse de "coupe" avec un ralentissement préa.la- ble à une vitesse inférieure à la vitesse de "coupe".
Ce taquetcomporte également-un index que l'on place au point où l'on veut obtenir ce ralentissement, par exemple au point c6 du graphique de la figure 11.
Le taquet 19c réalise successivement :
1 - La. fermeture du contact I8 (voir figure 13a et 14), , ce qui provoque l'excitation du contacteur 17 de préparation au freinage et la fermeture de son contact 17a (figure 13), ce qui a pour effet de réaliser la première préparation au frei- nage telle qu'elle a été expliquée précédemment, en particu- lier à propos des figures 5, 6,7 réalisant ainsi le freina- ge en récupération tel qu'il est obtenu en fin de course nor- male (partie hachurée simple à l'extrémité de gauche de la figure14); l'excitation du contact 17 pa.r le contact I8 n'a lieu que si le contact à ouverture 53d est fermé (contacteur non excité, curseur 7"a en service pour la vitesse V3).
2 - La fermeture du contact 17 (voir figures 13a et 14), ce qui provoque le ralentissement dans les mêmes conditions que celles qui ont eté indiquées à propos du taquet de ralen- tissement simple 19a.
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3 - La fermeture du contact I6 (voir figures 13a et 14) .., ce qui a pour effet de rétablir l'excitation du contacteur 33 d'inversion des curseurs, lequel continue ensuite d'être auto- alimenté au moyen de son contact 33c et du contact I5 norma- lement fermé ; dans ces conditions, le curseur de coupe 7'a rem- place alors le curseur de retour 7"a et assure ainsi la repri- se de vitesse de "coupe" V2, réglée par le dit curseur 7'a.
En résumé, les différentes variations de vitesse repré- sentées en pointillé sur le graphique des figures 10, 11 et 12 et correspondant à la réalisation pratique du "cycle Berthiez" pour trois exemples d'usinage, peuvent être réalisées automa- tiquement par l'emploi des taquets 19a, 19b,19c. C'est ainsi que pour le cas de la figure 10, on placera un taquet 19a en c1 (et éventuellement en c2), que pour le cas de la figure 11 on placera un taquet 19a en c1 (et éventuellement en c2), un ta- quet 19b en c5 et un taquet 19c en c6, et que pour le cas de la figure 12 on 'placera des taquets 19a en c1, en c7 et en c8 (ainsi qu'éventuellement en c2).
D'autres variations automatiques et différents combinai- -sons (par exemple variation schématisée sur la figure 14), peu- vent encore être obtenues par l'emploi de'deux autres taquets à savoir : d) Taquets de passage à vitesse rapide 19d :
L'emploi de ce taquet est analogue à celui du taquet 19b précédemment décrit, mais il en diffère par le fait qu'aucun ra- lentissement préalable n'est réalisé. On utilise un tel taquet lorsqu'on veut passer d'une vitesse. de "coupe" V2 a une vites- se de "retour" V3. Il peut être placé au point indiqué sur la figure 14.
Le fonctionnement dudit taquet est analogue à celui du
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taquet 19b mais le ralentissement est évité par la suppres- sion de son action sur le contact ou interrupteur I7(voir figures 13a et 14). On évite ainsi le passage par le plein champ maximum (correspondant à la vitesse de ralentissement V1) et la caractéristique passe directement de la vitesse de "coupe" V2 à la vitesse de "retour" V3
Comme précédemment, un index permet de placer ce ta- quet en regard du point où doit s'effectuer la, modification de vitesse. c) Taquet de passage à. vitesse modérée 19e :
L'emploi de ce taquet est analogue à celui du taquet 19c avec cette différence qu'il ne permet pas de réaliser de ralentissement préalable.
Ce taquet est utilisé chaque fois que l'on veut passer d'une vitesse rapide telle que la vites- se de retour V3 à, une vitesse plus modérée telle que la vi- tesse de "coupé" V2.
Le fonctionnementde ce taquet 19e estanalogue à celui du taquet 19c précédemment décrit, ma,is avec cette dif- férence qu'il m'agit pas sur le taquet ou interrupteur I7, ce qui évite le passage par le plein champ maximum correspondant à la vitesse inférieure V1.
Dans ces corditions,la caractéristique passe di- rectement de la vitesse de "retour" V3 à. la vitesse de "coupe" V2.
Ainsi qu'il a. été dit a.u sujet des a.utres taquets, le taquet 19e comporte un index qui permet de placer ledit taquet en regard du point où doit se faire la. modification de vitesse.
Sur la figure 14, on a représenté un graphique de la vitesse V en fonction de la course C. que l'on peut obtenir
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à l'aide des taquets 19a à 19e ci-dessus décrits, et dans lequel on a indiqué diverses combinaisons possibles des vi- tesses règlées respectivement par les curseurs de coupe 7'a et de retour 7"a, et par l'utilisation du plein champ maxi- mum. Au-dessous de ce graphique, on a indiqué les taquets utilisés et l'emplacement de leur index par !apport à la course.
Il est bien évident que ce graphique de vitesses n'est donné qu'à titre d'exemple et que toute autre combinaison pourrait être obtenue par modification de l'emplacement des taquets en question. Eventuellement, en outre, certains de ces taquets pourraient, si cela était nécessaire, être sup- primés et d'autres, à'fonctionnement équivalent, pourraient être ajoutés si besoin était, sans que l'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention.
Sur les figures 15 et 15a, on a représenté enfin un exemple de réalisation dans lequel on a incorporé les diffé- rentes caractéristiques qui font l'objet de l'invention.
Cet exemple est celui d'un équipement automatique de moteurs à variation de vitesse par le champ tel qu'il peut résulter de la combinaison des différentes caractéristiques qui ont été examinées dans ce qui précède et tel qu'il peut être adopté pour la commande d'une machine-outil, raboteuse par exemple.
Autrement dit, il s'agit, dans cet' exemple, de l'ap- pareillâge automatique d'un moteur à variation de vitesse par le champ, à renversement de marche automatique déterminé par la position de taquets réglables fixant la course, la vites- se de fonctionnement pour chaque sens étant déterminée sépa- rément et de façon indépendante par la position de -deux cur- seurs réglables sur un même rhéostat.
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Dans cet appareillage, en outre, cet équipement per- la met d'obtenir sur un sens de marche et en des points de/cour- se déterminés par la position de taquets règlables toutes combinaisons possibles des trois vitesses, à, savoir:
La vitesse correspondant à ce sens de marche et ré- glée par un curseur du rhéostat d'excitation, la vitesse cor- respondant à la marche en sens inverse 'et réglée par l'autre curseur du rhéostat, la vitesse minimum correspondant au plein champ maximum.
En particulier, le schéma général représenté à titre d'exemple sur la figure 15 et sur la figure 15a permet d'ob- tenir sur ce sens de marche les diverses variations automa- tiques de vitesse qui ont été indiquées dans ce qui précède, à, propos des graphiques des figures 10, 11 et 12 et 14, ain- si que toutes autres combinaisons éventuelles de ces mêmes vitesses.
Enfin, l'exemple de réalisation donné ici, permet d'ef- fectuer, en dehors du fonctionnement automatique dont il vient d'être question, un fonctionnement à main à vitesse lente, indépendante de ce fonctionnement automatique en n'en modi- fiant pas -le règlage antérieur.
En ce qui concerne tout d'abord le circuit d'alimenta- tion de l'induit 2, il convient d'observer que la partie cor- responda.nte de la figure 15 est presque identique au circuit de la figure 1. Il est dope inutile de ledécrire à, nouveau.
On indiquera 'simplement ici qu'on a fait figurer dans cette partie du schéma de la figure 15 les contacts 25a et 26a re- présentés sur la figure 9 et qui servent à inverser le sens du courant dans l'induit pour renverser le sens de marche, lesdits contacts 25a et 26a étant soumis à l'influence des
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contacteurs 25 et 26 de marche avant et marche arrière précé- demment décrets. En'outre, on a ajouté auxdits circuits un enroulement 38 qui est celui d'un relais de protection à maxi- mum d'intensité; on a fait figurer également' sur le schéma de la figure 15, ce qui n'avait pas été fait précédemment, le sectionneur^général manuel I11 qui comporte un contact auxiliaire supplémentaire Il il pour les circuits de contrôle.
En ce qui concerne le circuit d'excitation, il est é- quivalent à celui qui a été décrit à propos de la digure 13.
On ne le décrira pas non plus de nouveau ici. Il y a simple- ment lieu d'indiquer qu'on y a ajouté le contact 12a de sur- réglage (dont il a été question à propos de la digure 5), ain- si que les contacts 27a et 27'a de la figure 9 qui servent à envoyer le courant d'excitation à partir, soit du réseau (contacts 27a fermés), soit de l'induit dans le cas de frei- nage sur résistance en cas de manque de tension (contacts 27'a fermés). A ce circuit d'excitation,a été ajouté également la résistance 39 qui est une résistance de décharge montée en parallèle avec l'enroulement d'excitation 10 et l'enroulement
40 qui est celui d'un relais de protection à maximum d'inten- sité.
En ce qui concerne le circuit auxiliaire pour le frei- nage sur résistance, en cas de manque de tension, il est é- quivalent au circuit correspondant de la figure 9. Il est donc inutile de le décrire à nouveau. On y a ajouté simple- ment des contacts de sécurité 30c et 31c se verrouillant ré- ciproquement et soumis respectivement aux contacteurs 30 et
31 de sélection pour l'excitation shunt en ca's de manque de tension (respectivement pour le sens "coupe" et pour le sens "retour"). on a ajouté également un relais 41 monté en paral-
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lèle sur l'induit et qui est un relais de tension du ren- versement de marche automatique comme on l'expliquera, plus loin.
En ce qui concerne enfin les circuits de contrôle, il y a. lieu d'observer qu'ils réunissent les dispositifs mon- trés sur les figures 9a et 13a, auxquels on a ajouté, en ce qui concerne les circuits de la figure 13a, le contact 42d soumis à l'action du contacteur 42 dont il sera questionci- après (et qui est le contacteur de marche automatique) et auxquels on a ajouté également, en ce qui concerne les cir- cuits de contrôle de la figure 9a, les éléments suivants: - Les contacteurs d'accélération par l'induit 4' et 4";
- Le contact d'accélération 4b monté en série avec le contacteur 4' et le contact d'accélération 4'b monté en sé- rie avec le contacteur 4"; - Les contacts 25h et 26h se verrouillent réciproque- ment, soumis à l'action des contacteurs 25 et 26 de marche avant et de marche arrière et montés respectivement en série avec les contacteurs 26 et 25; - Les boutons-poussoirs I12 et I13 de marche par à... coup; - toute une série de contacts de sécurité montés en série avec les contacts I1, I2 précisés, à savoir le con- tact 41a soumis à l'action du'relais 41 dont il a été ques- tion ci-dessus; les contacts 4d, 4'c et 4"d soumis respec- tivement aux contacteurs d'accélération 4, 4'n 4" précités;
le contact 8b soumis à l'action du contacteur 8 de plein champ et enfin le coritact 42e soumis à l'action du contac- teur 42 dont il a été question ci-dessus; les contacts 25i et 26i soumis à l'action des contacteurs 25 et 26 de marche
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avant et de marche arrière et disposés en parallèle avec l'en- semble des contacts 41a, 4d, 4'c, 4"d et 8b; - Le contact 42b monté dans un élément de circuit partant d'un point situé entre les contacts 42e et 27c et abou- tissant en un point situé entre les contacts-interrupteurs I12 et I13 précités.;
- Le contact 42c monté en série avec les contacts. interrupteurs à fermeture à friction I14 et I15, contacts qui sont commandés par le moteur et verrouillent l'accélération, soit dans le sens "coupe", soit dans le sens "retour" les dits contacts I14 et I15 étant montés en série respectivement avec le contact 25c et avec le contact 26c dont il a été question à propos de la figure 9a; - Les contacts 4e et 4f soumis au contacteur d'accé- lération 4 et montés respectivement en série avec le contact 26c et avec le contact 25c ci-dessus rappelés; ces contacts ont pour effet de court-circuiter les contacts à friction I15 et I14 du relais de freinage à contre-courant;
- Toute une série de contacts de sécurité disposés en série avec le contact 28a dont il a été question à propos de la figure 9a mais dont l'emplacement a été un peu modifié pour être disposé en série avec le contacteur 27 de préparation de marche et avec les interrupteurs I3 et 14 de marche et d'arrêt général à savoir : le contact 43a du relais 43 monté en parallèle sur l'alimentation des circuits de contrôle (voir figure 15);
le contact 38a du relais de protection 38 à maximum d'intensité, relais.monté sur le circuit de l'induit et dont il a été ques- tion ci-dessus (voir figure 15$:le contact 40a du relais de pro- tection 40 à maximum d'intensité, relais monté sur les circuits de l'excitation shunt (comme on l'a vu à propos de la figure 15).'
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Aux circuits de contrôle, dont les modifications par rapport aux parties correspondantes des circuits des figures 9a et 13a viennent d'être indiqués, on a ajouté, en outre, deux autres éléments de circuit :
en premier lieu un circuit comprenant le contacteur 12 de sur-réglage (dont on a repré- senté le contact 12a sur la figure 5, ainsi que sur la figu re 15), en série avec un contact temporisé 4"c soumis à l'ac- tion du contacteur d'accélération 4", en second lieu, un élé- ment de circuit comprenant le contacteur 42 de marche automa- tique dont il a été question ci-dessus, avec lequel sont mon- tés en série les contacts 25j et 26j qui s'ouvrent lors de l'excitation des contacteurs 25 et 26 de marche avant et de marche arrière, ainsi que le bouton-poussoir I16 de marche pour le fonctionnement automatique de la machine et le bouton- poussoir I17 d'arrêt dudit fonctionnement.
Les'contacts 25j et 26j et le bouton-poussoir I16 peuvent être shuntés par le contact d'auto-alimentation 42a du contacteur 42.
L'alimentation des circuits de contrôle estfaite par les conducteurs 44 qui prennent le courant sur le réseau, com- me on levoit sur la figure 15.
On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispo- sitif qui vient d'être décrit' à titre d'exemple, résumant les diverses caractéristiques de l'invention, en indiquant le rôle /le schéma général representé sur les fig. 15 et 15a dans dechacun des divers contacteurs que comprend/l'exemple de l'ap- plication de l'invention à la commande d'une machine-outil telle que raboteuse
1 - Contacteurs d'inversion de marche 25 et 26
Les contacteurs 25 et 26 déterminent le sens de mar- che du moteur grâce à leurs contacts 25a et 26a qui détermi.
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nent le sens du courant de l'induit 2 :
sens "coupe" lorsque le contacteur 25'est excité et les contacts 25a fermés, et sens "retour" lorsque le contacteur 26 est excité et ses con- tacts 26a fermés* 'le fonctionnement de l'un ou l'autre de ces contac- teurs 25 ou 26 est déterminé par la position de l'inverseur de table Il et I2 actionné mécaniquement à chaque renverse- ment de marche par le taquet limitant la course (taquet de renversement réglable en position).
Un verrouillage électrique au moyen des contacts à ouverture 26h et 25h s'oppose à l'excitation simultanée des deux contacteurs 25 et 26.
L'excitation de 7.'un ou l'autre de ces contacteurs n'est également possible que si le plein champ normal est éta. bli (fermeture du contact 8b), si les contacteurs de démarra- ge 4, 4', 4" ne sont pas excités (contacts 4d, 4'c et 4"d fer- més), et si la tension aux bornes de l'induit 2 est assez bas- se (fermeture du contact 41a du relais de force électro-motrice 41 insuffisamment excité)*.
Ces contacts de sécurité 41a, 4d, 4'c, 4"d, 8b né- cessaires à l'excitation du contacteur 25 ou du contacteur 26, sont ensuite court-circuités, une fois ces contaoteurs excités par les contacts d'auto-alimentation 25i ou 26i.
Une marche à main indépendante de la position de l'in- verseur de table Il' I2 est directement commandée par les bou- tons à pression permanente I12 (pour la coupe) et I13 (pour le retour), boutons qui sont commandés manuellement.
Le contact à fermeture 42c, placé sur le circuit de l'inverseur de table Il, I2 pour la, marche automatique et le contact à fermeture 42b (sur le circuit des boutons de marche
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à main), contact soumis au contacteur de marche automatique 42, s'oppose à l'emploi simultané de la marche automatique et de la marche à main.
Le contact 27c du contacteur de préparation de mar- che 27, impose, pour .L'excitation de contacteurs d'inversion de marche 25 et 26, l'excitation préalable du contacteur 27 dont le rôle sera défini plus loin,- l'excitation qui provo- que la fermeture du contact 27c.
2 - Contacteurs de démarrau d'accélération 4,4',4"
Les contacteurs d'accélération 4, 4', 4" court-cir- cuitent respectivement les résistances de démarrage 3, 3', 3" par leur action sur leurs contacts respectifs 4a, 4'a, 4'la;
ces contacteurs 4, 4', 4" sont excités successivement grâce aux contacts 25c ou26c, 4b, 4'b lors de l'excitation de l'un des contacteurs 25 ou 26,
Les [interrupteurs ou contacts de freinage à, contre- courant I14 et I15, commandés par la rotation du moteur, ne permettent'l'excitation des contacteurs d'accélération 4, 4', 4" que lorsquele sens de rotation du moteur estconforme au sens de marche commandé par les contacteurs 25 ou 26 alors excités. On évite ainsi, lors du renversement automatique de marche, l'excitation des contacteurs de démarrage ou d'ac- célération pendant la période de freinage à contre-courant.
Les contacts 4e et 4f court-circuitent ensuite ce dispositif de sécurité.
Le contact42c du contacteur de marche automatique 42 isole les contacteurs de démarrage lors de la marche main.
Comme les contacteurs 25 et 26, les contacteurs de démarrage 4, 4', 4" sont contrôlés par le contact 27c du
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contacteur de préparation de marche 27.
Il est à remarquer qu'après l'excitation des con- tacteurs de démarrage 4, 4', 4", le sens du courant dans l'enroulement série 1', se trouve inversé pa,r rapport à celui qu'il avait au démarrage,,ce qui permet de démarrer avec les enroulements série 1, 1' s'ajoutant l'un à l'au- tre pour l'appoint d'un flux série supplémentaire et de terminer le démarrage sous un seul flux shunt, le flux sé.., rie de l'enroulement l'alors soustractif compensant le flux positif de l'enroulement !..
Ce fait-n'est exact que si la résistance de l'en- roulement 1' est négligeable pa,r rapport à celle des résis- -tances 3', 3"; s'il en était autrement, il conviendrait d'ajouter un contacteur de démarrage supplémentaire qui, après l'excitation du contacteur 4", couperait le circuit des résistances 3', 3" aux points indiqués en 5 et 6 sur la figure 15.
3 - Contacteur de -préparation de marche 27 -
Le contacteur de- préparation de marche 27 est exci- té par le bouton de préparation de marche I3 commandé à la main et est auto-alimenté ensuite par son contact 27b; l'a- limentation de ce contacteur 27 est ensuite coupée norma- lement par le bouton d' arrêt I4 à commande manuelle, ou accidentellement par le fonctionnement de l'un des relais suivants: - refais à minimum de tension 28 (ouverture du contact à fermeture 28a); .. relais à maximum de tension 43 (avec le contact à ouverture 43a) ; -relais à maximum d'intensité 40 placé sur le cir-
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cuit d'excitation shunt (grâce au contact à ouverture 40a) -relais à maximum d'intensité 38 placé sur le circuitde l'induit (grâce au contact à ouverture 38a).
Le contacteur de préparation de marche 27 cons- titue par conséquent un contacteur de sécurité dont le rôle est double' a)- son excitation est imposée préalablement à celle de tout autre contacteur du fait de l'emplacement de son contact à fermeture 27c qui contrôle l'ensemble de tous ces c ontacteurs. En outre, par ses contacts à, fermeture 27a, il assure l'alimentation normale de l'enroulement d'excita- tion la sur le réseau.
On est ainsi assuré de la mise sous tension de cet enroulement d'excitation préalablement à toute alimentation possible de l'induit; b)- la rupture de l'excitation du contacteur 27 résulte, soit de la. coupure normale par le bouton d'arrêt I4, soit du fonctionnement accidentel du conta.ct de coupure de l'un des relais de sécurité 28, 43, 38 ou. 40. Cette rupture d'excitation provoque l'ouverture du contact 27c et entraîne la rupture d'excitation de tous les contacteurs autres que les contacteurs de sélection 30 ou 31, qui sont alimentés directement par l' induit 2.
On est ainsi assuré que le fonc- tionnement de l'un quelconque des relais de sécurité (relais d'intensité et de tension) isole du râseau : - l'alimentation de l'induit 3 (par l'ouverture des contacts 25a et26a des contacteurs 25 et 26); - l'alimentation de l'inducteur 10 sur le réseau (par l'ouverture des contacts 27a du contacteur 27).
L'induit 3 se trouve alors fermé sur la résis- tance de freinage 32 par les contacts à ouverture 25b et 26b.
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L'inducteur 10 se trouve en même temps alimenté directement sur l'induit par les contacts à ouverture 27'a et par les contacts de sélection 30a ou 31a (suivant le contacteur 30 ou 31 qui est excité, ainsi qu'on va l'expliquer mainte- nant).
4 - Contacteurs de sélection 30 et 31 :
On a vu dans ce qui précède qu'en cas de rupture d'excitation du contacteur de préparation de marche 27, quelle qu'en soit la cause, l'inducteur 10 se trouvait iso- lé du réseau par l'ouverture des contacts 27a. Normalement la rupture d'excitation du contacteur 27 ne devrait se pro- duire que par le moyen du bouton manuel d'arrêt I4 au mo- ment de la mise hors service de l'appareillage, en fin d'utilisation, après l'arrêt du moteur par l'action du bouton manuel d'arrêt de marche automatique I17, ou des boutons manuels à pression permanente de la marche à la main I12 ou I13.
..Si, pour une raison quelconque, l'arrêt préala.. blé de l'induitn'avait pas eu lieu avant la coupure du contacteur de préparation de marche 27 (oubli, fausse ma- noeuvre, action du relais à maximum de tension 43 ou des' relais à maximum d'intensité 38 ou 40, ou encore du re- lais à minimum de tension 28), il y aurait lieu d'assurer l'alimentation d'excitation de l'enroulement 10, alors i- solé du réseau en 27a, par la tension de l'induit 2-pour permettre le freinage sur la résistance 32.
* Cette manoeuvre est réalisée automatiquement par les contacts à ouverture 27'a du contacteur 27 et par l'inverseur bi-polaire 30a-31a. Cet inverseur pilote, ac- tionné par les contacteurs de sélection 30 et 31, sélec-
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tienne le branchement sur l'induit. Dans ces conditions, le sens du courant d'excitation est maintenu correct quel que soitle sens de rota.tion du moteur, c'est-à-dire le sens du courant dans l'induit.
Un verrouillage électrique par les contacts 30c et 31c s'oppose à l'excitation simultanée des deux contacteurs 30 et31.
On peut voir sur le schéma, de la, figure 15 que les contacteurs de sélection 30 ou 31, excités par la fermetu- re des contacts 25d ou 26d, lors de l'excitation des con- tacteurs de marche 25 ou 26, restent alimentés sur l'in- duit après la coupure du contacteur de marche résultant de celle du contacteur 27, par les contacts d'auto-alimen- tation 30b ou 31b, et par les contacts à ouverture 26e ou 25e. Le fonctionnement est ainsi assuré pendant la. course complète, y compris la course de freinage.
L'enroulement d'excitation 10 se trouve ainsi ali- menté dans le sens convenable par l'induit 2. Le freinage rapide de celui-ci et la, self de l'enroulement d'excita- tion permettent d'obtenir l'arrêt de cet induit avant que le courant d'excitation ne soit tombé à une valeur insuf- fisante ma.lgré la décroissance rapide de la tension aux alimentant bornes de l'induit/cet enroulement d'excitation.
5 - Contacteur 33 d'inversion descurseurs du rhéostat.
La vitesse dans le sens de la. "coupe" et la vites- se dans le sens de "retour", sont déterminées par la posi- tion des curseurs 7'a et 7"a sur le rhéostat d'excitation 7.
Le rôle du contacteur 33 est de mettre en circuit l'un ou l'autre des deux curseurs du rhéostat 7.
Le curseur 7'a (qui correspond au réglage pour
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la "coupe") est mis en circuit par le contact à fermeture 33a, tandis que le curseur 7"a (correspondant au réglage pour la course de "retour") est mis en circuit par le con- tact à ouverture 33'a.
Ce contacteur 33 doit donc être excité pour le régla- ge "coupe" et ne plus'l'être pour le réglage "retour", c'est -à-dire non seulement lors de la course de "retour", mais également lors d'une course de "coupe", lorsqu'on désire passer par le réglage "retour" pour obtenir automatiquement certaines vitesses élevées en des points déterminés de la course de "coupe".
Le contacteur 33 n'ayant pas à intervenir lors de la "marche" à main" (marche qui est effectuée sur le plein champ normal), se trouve contrôlé par le contact à fermeture 42d du contacteur de marché automatique 42. Comme il doit égale- ment cesser d'être excité pendant la course de "retour", ce oontacteur est aussi contrôlé par le contact-interrupteur I'1 -calé sur l'inverseur automatique de table et fermé en posi- tion "coupe".
Le contacteur 33 s'excite dès le passage de l'inver. seur de table sur la position "coupe" (grâce à la fermeture du contact I'1) et dès la fermeture du contact de démarrage 4"b (lors de la rupture d'excitation du dernier contacteur do démarrage 4"). Autrement dit, le contacteur 33 est excité dès que commence à se produire le freinage.sur résistance dans le sens "retour". -
Le curseur 7'a'est donc mis en circuit dès ce moment.
Si, en effet, le curseur 7'a n'était mis en circuit qu'au mo¯ ment de l'excitation du contacteur 25 de marche avant (ou sens "coupe") lors de l'emploi dans ce sens d'un champ supé-
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rieur au plein champ normal, il se produirait, au début de la. course, pendant l'accroissement de la va.leur du champ de celle qu'il avait au moment du freinage à celle qu'il aura pendant la course de"coupe", une accélération de la vitesse du moteur à une valeur supérieure à celle du réglage "coupe".
La mise en circuit du curseur7'a avant l'excita- tion du contacteur 25, évite cette réduction de champ mo- mentanée, mais sensible sur la vitesse du moteur, réduction qui se produirait lors de l'emploi dans le sens "coupe" de très faibles vitesses correspondant à un champ supérieur au plein champ normal.
Le contact d'auto-alimentation 33a est contrôlé par le contact-interrupteur I5 (celui-ci commandé par l'un des taquets 19 de la figure 14), ce qui permet, dans le sens "coupe" en marche automatique (contacts Il 1 et 42d fermés), de passer du réglage "coupe" (curseur 7'a en service) au réglage "retour" (curseur 7'la en service) par coupure, au passage, du contact I5, ce qui provoque la rupture de l'ex- citation du contacteur 33 (le contact 4"b étant ouvert) et, par conséquent, l'ouverture de son contact 33a (curseur 7'a) et la fermeture du contact 33'a (curseur 7'la), le contact 4"b étant ouvert après le démarrage,
De même, la fermeture, au passage du contact I6 (au moyen des taquets 19) provoque, dans le sens "coupe" en marche automatique,
la réexcitation du contacteur 33 qui a- vait été libéré par le contact I5; cette réexcitation permet le retour au règlage "coupe" (curseur 7'a) par suite de l'ou- verture du contact 33'a et de la fermeture du contact 33a.
En fait, les contacts I5 et I6 sont actionnés spé- cialement par ceux des taquets 19 qui ont été désignés sur
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la figure 14 sous les références particulières 19b et 19c (ou 19d et 19e), taquets qui sont utilisés pour obtenir des variations de vitesse pendant la course de "coupe".
6 - Contacteur 34 de plein champ maximum.
Ce contacteur permet, grâce à son contact 34a, court- circuitant la totalité du rhéostat d'excitation 7, d'obtenir momentanément le plein champ maximum. Ce contacteur 34 est excité à la suite de la fermeture du contact- interrupteur I7 dans le sens "coupe" (contact 25f fermé) et en marche auto. - matique (contact 42d fermé).
Le contact 17 est fermé par les taquets 19a, 19b ou 19c précédemment décrits à propos des figures 10 à 14, et utilisé en marche automatique dans le sens "coupe" pour ob- tenir des ralentissements correspondant au réglage sur la vitesse minimum lors des variations de vitesse pendant la course "coupe".
Il est à noter que ce contacteur 34 n'est pas exci- té dans le cas de course "coupe" sans modifications de vi- tesse.
7 Contacteur de préparation de champ 17.
Ce contacteur de préparation de champ pour le frei.. nage est excité en marche automatique (c'est-à-dire, contact 42d fermé), eoit dans le sens "retour" par la fermeture du contacteur..interrupteur de passage I10 et par le contact d'auto-alimentation 17c (contact 26! fermé) lors du freina- ge normal en fin de la course de "retour", soit dans le sens "coupe" par la.fermeture du contact de passage 19 et du con- tact d'auto-alimentation 17b (contacts 25f et 33e fermés) lors du freinage normal en fin de la course de "coupe", soit encore dans le sens "coupe" par la fermeture du contact-
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interrupteur I8 à pression permanete et du contact à ouverture 33d (fermé pendant la mise en service du curseur 7'la,
puisqu'à ce moment le contacteur 33 n'est pas excité), lorsqu'au cours des variations de vitesse on désire abandonner le réglage "re- tour'9 (curseur 7"a) pour reprendre le réglage "coupe" (curseur 7'a).
8 - Contacteur 8 de plein champ normal.
,
La rupture d'excitation de ce contacteur a pour effet de court-circuiter, grâce à son contact à ouverture 8a une portion du rhéostat d'excitation 7, ce qui permet d'ob- , tenir l'intensité d'excitation correspondant au plein champ normal. Celui-ci est utilisé aux périodes suivantes de fonc- tionnement :second temps de la. préparation au freinage, freinage sur résistance et début du démarrage.
Le contacteur 8 est donc excité en dehors de ces périodes; il est sélectionné pendant la course "coupe" par le contact 25g (soumis à l'influence du contacteur 25 de "coupe") et il est libéré par le contact-interrupteur Il 2 calé sur l'inverseur de table. contact qui s'ouvre à l'attaque de cet inverseur par un taquet de renversement (ce qui cor- respond au passage du taquet 19 sur l'interrupteur 204 de la figure 6). C'est le second temps de préparation en course de "coupe" :point c4 des figures 6, 7 et 7a.
Pendant la course de "retour", le contacteur 8 est sélectionné par le contact 26g (soumis à l'influence du contacteur de "retour" 26) et libéré par le contact-interrup- teur Il,2 calé sur l'inverseur de table, contact qui s'ouvre lors de 'l'attaque de cet inverseur par le taquet de renver- sement (second temps de préparation pendant la course de "retour").
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Dans le sens "coupe", comme dans le sens "retour" le contacteur 8 est excité grâce au contact 4c du premier con- tacteur d'accélération 4 par l'induit ; laréduction du champ commence ainsi dès le début du démarrage. A ce moment l'ou- verture du contact 8a a pour effet de laisser seul en ser- vice sur le rhéostat 7 les curseurs 7'a ou 7'la sélectionnés suivant le sens de marche par les contacts 33a ou 33'a-
Dans ces conditions, le moteur freiné puis remis en marche sous le plein champ normal, prend alors la vitesse correspondant au réglage de ce curseur.
9 - Contacteur de sur-règlage 12.
Ce contacteur est destiné à obtenir la montée en vitesse rapide par une réduction de champ momentanée plus importante que celle qui correspond à celle du réglage du curseur du rhéostat.
Ce contacteur 12 est excité après les contacteurs d'ac- célération par le contact chronométrique 4"c; cette excita- tion provoque, par la fermeture du contact 12a, la mise en parallèle de la résistance 11 sur la portion de rhéostat mi- se en service par l'un des curseurs 7'a ou 7"a.
Ainsi, la montée en vitesse du moteur se fait sous un champ inférieur à celui qui a été déterminé par le curseur du rhéostat, et ce, jusqu'à la fermeture du contact ehrono- métrique 4'le. Le règlage de la temporisation de ce contact permet d'ajuster la durée de ce sur-réglage.
La valeur de résistance du rhéostat 7 est déterminée en tenant compte de la mise en parallèle, en service normale de la résistance 11 de sur-règlage.
10 - Contacteur 42 de marche automatique, ,
Ce contacteur est excité par la fermeture du bouton ma-
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nuel de marche I16 et son circuit d'excitation est coupé par le bouton manuel d'arrêt I17. L'excitation est contrôlée par les contacts à fermeture de'verrouillage 25j et 26j des con- tacteurs de marche 25 (en "coupe") et 26 (en "retour"), ce qui empêche l'enclenchement de la marche automatique si l'un de ces contacteurs 25 eu 26 est précédemment enclenché par la marche à main (boutons manuels de marche I12 ou I13). Après l'excitation, le contact d'auto-alimentation 42a remplace le bouton d'enclenchement I16 et le verrouillage par les contacts 25j et26j.
11 - Relais de sécurité 28.45 38 et 40.
Comme on l'a vu précédemment, le relais 28 est un re- lais à minimum de tension, le relais 43 est un relais à, maxi- mum de tension, le relais 38 est un relais à. maximum d'inten- sité sur l'induit et le relais 40 est un relais à maximum d'intensité sur l'excitation.
Le fonctionnement de l'un quelconque de ces relais en- traîne la coupure du contacteur de préparation de marche 27 par l'verture de l'un des contacts 28a, 43a, 38a ou 40a, ce qui assure l'arrêt du moteur et son freinage, ainsi qu'il a été expliqué précédemment.
Le rôle des relais à maximum d'intensité 38 et 40 est évident,, Celui des relais de tension est le suivant
Tout d'abord, en ce qui concerne le relais à. minimum de tension 28 celui-ci fonctionne en cas de manque de tension (baisse progressive de la tension ou coupure brusque de l'a- limentation du réseau), ce qui provoque, par l'action du con- tact 28a sur le contacteur 27, la coupure de celui-ci, coupu. qui détermine, par la fermeture des contaots 27'a, le pas- sage de l'excitation sur l'induit; on évite ainsi que oette
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baisse de tension ne provoque la coupure de l'excitation;
une telle coupure interdirait, en effet, tout freinage électrique du moteur et pourrait entraîner un allongement anormal de la course du mécanisme entraîné, cause possible d'accidents ma- tériels graves, comme on l'a expliqué précédemment.
En ce qui concerne le relais à maximum de tension 43, son rôle est analogue à celui du relais 28, ledit relais est nécessité par l'utilisation du freinage en récupération lors des deux temps de préparation au freinage dans le cas d'em- ploi de grandes vitesses; si, en effet, une coupure de l'ali- mentation réseau venait à se produire à ce moment, l'augmen- tation du champ agissant sur le moteur fonctionnant alors en génératrice à vide, se traduirait par une élévation dan- gereuse de la tension de cette génératrice pendant que le mécanisme entraîné continuerait sa course (les contacteurs restant excités par cette génératrice) jusqu'à ce que le ta- quet de renversement de marche provoque le freinage de l'in- duit.
Les conséquences pourraient en être graves :allonge- ment de la course, tension excessive sur toute l'installation, étincelles au collecteur, freinage anormalement brutal.
Le fonctionnement du relais 43 à maximum de tension prévient ces incidents en assurant l'arrêt du. moteur dès que la tension de l'installation dépasse sensiblement celle du réseau. Son action est identique à celle.du relais 28 à mi- nimum de tension.
12 - Relais de force électro-motrice 41-
Ce relais est branché aux bornes de l'induit, comme on peut le voir sur la figure 15. Il ne permet le renverse- ment de marche et par suite le freinage en contre-courant après le freinage sur résistance que lorsque la tension de
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f:Fca.rL"",C &r.Ir P4-8 qtt& la. #4± ée l'induit fonctionnant en génératrice a baissé jusqu'à une va.leur as- sez faible pour permettre, sans fatigue électrique anormale, l'inversion de l'alimentation de l'induit sur le réseau. Son fonctionnement a déjà été expliqué dans le paragraphe 1 re-
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latif aux ccor;ta.cteuzs z5 et 26 d'inversion de D19.rche..
On voit, d'après ce qui précède et à la suite des ex- plications données avec références à un exemple particulier de réalisation de l'invention (figures 15 et 15a), les a,va.n- tages nombreux que permet d'obtenir l'appareillage automati- que des moteurs à variation de vitesse par le champ, confor- mément à l'invention, avantages qui ont été précisés au fur et à mesure de la description de l'invention et qui peuvent se résumer de la façon suivante :
démarrage puissant, accrois- sement rapide de la, vitesse, rapidité du freinage, précision des arrêts (ainsi qu'indépendance de la course de l'organe commandé par rapport aux vitesses utilisées et adjonction éventuelle d'un indicateur de course),possibilité de réali- ser des courses minimes sans fatigue a.normale du matériel, limitation automatique du réglage des vitesses minima utili- sables lors de l'emploi de très faibles courses, sécurité de fonctionnement accru, gammes de vitesse régulièrement éche- lonnées et direoent indiquées par le rhéostat d'excitation, économie de courant corsommé, enfin possibilité d'obtenir automatiquement diverses combinaisons de vitesse.
On a montré également, pour certains cas particuliers tels que l'application d'un moteur à appareillage perfectionné
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cÙnf:Ji'"11G à l'invention à la commande des raboteuses, l'intérêt des. avantages que permet d'obtenir la. présente invention. Il est toutefois évident que celle-ci n'est pas limitée aux
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4w Procédé tel que revendiqué en 1, 2 et 3 et carac- térisé par le fait que, en ce qui concerne l'excitation shunt ou indépendante, au lieu de prévoir le démarrage sous le plein champ maximum correspondant à la dite excitation, on effectue cé démarrage sous un champ plus petit (dit¯plein champ normal), 'afin de permettre l'obtention plus rapide du champ réduit correspondant aux grandes. vitesses.
5- Procédé tel que revendiqué en 1, 2, 3 et 4, et ca- ractérisé par le fait que, pour permettre une réduction de champ plus rapide, on effectue la montée en vitesse suivant une caractéristique supérieure à celle qui doit être norma.. lement atteinte, et on passe à cette dernière vitesse par modification ou aplatissement de la dite caractéristique de vitesse supérieure.
6.. Procédé tel que celui revendiqué sous les revendi- cations 1 à 5 et caractérisé par le fait qu'avant la coupure de l'induit, on effectue une préparation de champ cousis*. tant à ramener le champ au plein champ normal, préalablement à la coupure de l'induit et à sa'mise en freinage sur résis- tance.
7- Procédé tel que revendiqué sous les revendications 1 à 6 et caractérisé par le fait que cette préparation de champ peut se faire en deux stades: le premier. qui consiste à diminuer la vitesse suivant une caractéristique fonction de la vitesse de réglage, et le second qui consiste à ré- tablir le plein champ normale
8- Procédé tel que revendiqué sou.s les revendications 1 à 6 et caractérisé par le fait qu'on produit la coupure de l'induit à une vitesse qui est toujours sensiblement la même quelle que soit la vitesse normale préalablement at-
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exemples particuliers qui ont pu être donnés et qu'elle est susceptible des applications les plus diverses; elle peut être utilisée principalement, bien que non exclusivement encore, pour la commande des machines à renversement de marche.
Il est évident,en outre,que certaines modifica- tions, certaines suppressions et certaines substitutions d'éléments par des éléments équivalents pourraient être pré- vues, en particulier pour tenir compte de l'application à un problème particulier des caractéristiques de l'invention sans que l'économie générale de celle-ci s'en trouve pour cela altérée.
REVENDICATIONS
1- Procédé destiné à améliorer le fonctionnement des moteurs à courant continu à variation de vitesse par le champ, caractérisé par le fait que le démarrage s'effec- tue sous flux maximum par l'utilisation de deux enroule- ments série additifs qui, au cours du démarrage et concurem- ment avec la mise en court-circuit des résistances de dé- marrage, sont mis en opposition afin que leur action se com- pense totalement ou partiellement suivant que l'on désire donner au moteur une caractéristique shunt ou compound.
2- Procédé tel que celui revendiqué en 1 et caracté- risé par le fait que la temporisation des contacteurs qui commandent les contacts de shuntage des résistances de dé- marrage et de mise en opposition des deux enroulements sé- rie précités, est réduite au minimum.
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