<Desc/Clms Page number 1>
APPAREILLE .COMMANDE .DE VITESSE,POUR'MOTEUR A COURANT CONTINU, ALIMENTE PAR'UN RESEAU ALTERNATIF.
La présente invention concerne les dispositifs d'alimentation d'un moteur à courant continu par une ligne à courant alternatif permettant la mar- che à vitesse réglable et stabilisée.
L'invention a pour but de donner à de tels appareils une construc- tion beaucoup plus simple que celle des appareils comparables connus.
L'invention a aussi pour but de procurer un dispositif de comman- de de vitesse permettant un réglage et une régulation sûrs avec un nombre d'é- léments beaucoup plus restreint et avec des éléments plus robustes et deman- dant moins d'entretien que les éléments des dispositifs de commande électro- niques utilisés jusqu'ici.
Suivant l'invention, le circuit d'induit de moteur et le circuit d'excitation associé de l'appareil de commande sont alimentés, à travers des redresseurs respectifs, par une alimentation à courant altermatif et ont un point de potentiel commun, la tension d'induit du redresseur d'induit étant réglée au moyen d'une réactance à saturation en série avec le redresseur d'in- duit et comprenant un circuit feed-back à courant continu de réglage de satu- ration relié par une partie du circuit d'induit au point de potentiel précité et à un point, du circuit inducteur se trouvant à un autre potentiel. De cette manière, la réactance est commandée par deux tensions provenant respectivement du circuit et du circuit d'excitation.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le circuit feed- back comprend une valve à conductivité unilatérale polarisée de façon à laisser passer le courant uniquement quand la tension d'induit est inférieure à une valeur préréglée.
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention ressortira clairement de la description',' donnée ci- après, de plusieurs formes d'exécution représentées à titre d'exemple, aux dessins annexés. Les figures 1, 2 et 3 donnent les schémas des circuits de différentes formes d'exécution d'un appareil de commande de vitesse conforme à l'invention.
L'appareil représenté à la Fig. 1 est alimenté par une ligne à courant alternatif,par l'intermédiaire d'un transformateur 1 dont l'enroule- ment secondaire principal 2 a une prise médiane et qui sert à appliquer au moteur à commande les tensions d'induit et d'excitation désirées. Le trans- formateur comprend aussi des enroulements secondaires à basse tension 3 et 4 pour le chauffage des filaments des tubes redresseurs dont il est question ci-après.
Le moteur à commander est représenté par son induit 5 et l'enrou- lement inducteur à excitation indépendante associé 6. L'inducteur 6 est ali- menté par le secondaire de transformateur 2 à travers un redresseur à double alternance 7 constitué, dans l'exemple donné, par une double diode. Les deux anodes de la diode 7 sont reliées aux extrémités de l'enroulement 2 et la ca- thode est reliée par un rhéostat de réglage 8 à l'inducteur 6, dont l'autre extrémité est reliée à la prisa médiane de l'enroulement 2. Le redresseur 7 fournit ainsi à l'inducteur 6 une excitation constante dont la valeur peut être choisie en réglant le rhéostat 8. Un rhéostat potentiométrique 9 en série avec une résistance 10 se trouve en parallèle sur l'inducteur 6. Le curseur du rhéostat 9 porte la référence 11.
Le circuit d'induit du moteur est alimenté par le secondaire de transformateur 2 à travers un redresseur à double alternance 12, aussi repré- senté sous la forme d'une double diode. Ce redresseur est mis en série avec une réactance à saturation 13 composée d'enroulement de self 14, 15, 16, 17 et d'un enroulement à courant continu 18 pour la commande de la saturation.
Les enroulements 14 et 15 sont connectés en parallèle entre eux et insérés entre une extrémité du secondaire 2 et l'anode 19 du redresseur 12. Les enroulements 16 et 17 sont en parallèle entre eux et reliés entre l'autre ex- trémité du secondaire 2 et l'anode 20 du redresseur 12. L'enroulement de com- mande 18 est placé sur la branche centrale du noyau à trois branches de la réactance de manière à régler efficacement la réactance de tous:les enroulants de self. L'induit 5 du moteur est relié entre la cathode du redresseur 12 et la prise médiane du secondaire de transformateur 2 par.l'intermédiaire d'un conducteur 21 qui relie aussi le circuit d'induit au circuit inducteur.
Par conséquent, le circuit d'induit et le circuit inducteur ont un point de poten- tiel commun constitué par le conducteur 21. Le contact 22 d'un interrupteur se trouve en série dans le circuit d'induit. Cet interrupteur a un second contact 23 qui, lorsqu'il est fermé, relie un élément unilatéralement conduc- teur ou valve 24 et une résistance 25, d'un côté au circuit d'induit et de l'autre au curseur 11 du rhéostat potentiométrique 9 du circuit inducteur.
Un condensateur 26 est mis en shunt sur l'ensemble série composé de l'enrou- lement de commande 18 et de la valve 24.
Quand les contacts 22 et 23 de l'interrupteur sont fermés et le transformateur 1 alimenté, la tension redressée appliquée par l'intermédiaire de la réactance 13 et du redresseur 12 aux bornes du circuit d'induit dépend de la réactance réelle des enroulements 14, 15, 16 et 17. Cette réactance est élevée quand aucun courant ne. passe dans l'enroulement de commande 18 et que le noyau n'est pas saturé. Au fur et à mesure que le courant passant dans l'enroulement de commande 18 augmente, le noyau de réactance sature de plus en plus et la réactance réelle des enroulements 14 à 17 diminue de façon cor- respondante, ce qui augmente la tension appliquée au circuit d'induit du mo- teur.
La polarité de la valve 24 ne permet le passage de courant dans l'enroulement de commande de la réactance 18 que du curseur 11 vers le circuit d'induit, mais ce passage n'est possible que lorsque la tension fixe de réfé-
<Desc/Clms Page number 3>
rende déterminée par le réglage des rhéostats 8 et 9 est supérieure à la tension appliquée au circuit d'induit du moteur. Par conséquente quand on démarre le moteur en fermant les contacts 22 et 23 de l'interrupteur, un courant circule du curseur 11, par l'enroulement de. commande 18, la valve 24 et la résistance 25, au contact 23. Comme il a été dit, ce courant a pour effet de réduire la valeur réelle de la réactance à saturation 13 et fait passer plus de courant par le redresseur 12, ce qui augmente la tension appli- quée au circuit d'induit.
Quand cette tension d'induit s'approche de la ten- sion appliquée à la résistance 10 et au rhéostat 9 entre le fil de potentiel commun .SI et le curseur 11, le courant qui traverse 1-'enroulement de commande diminue. Il s'en suit que la valeur réelle de la réactance augmente et que la tension d'induit du moteur diminue en proportion. Un point de fonctionne- ment stable sera donc atteint quand la tension d'induit est approximativement égale à la tension prélevée aux bornes de la résistance 10 et de la partie utile du rhéostat 9. En déplaçant le curseur Il du rhéostat 9, la tension d'induit et donc la vitesse du moteur peuvent varier dans une gamme très étendue. La résistance 10 sert de dispositif limiteur et détermine la vitesse de marche minima du moteur.
La résistance 25 et le condensateur 26 servent de filtre au courant continu envoyé à l'enroulement de commande de la réactan- ce 18 et constituent aussi un circuit à constante de temps permettant un démarrage et une accélération du moteur très progressifs.
Si la tension d'induit du moteur dépasse la tension déterminée par le curseur 11, la valve 24 s'oppose au passage de courant inverse dans l'enroulement de commande 18 de la réactance. Si de courant inverse pouvait passer, il augmenterait la saturation de la réactance et ferait monter de plus en plus la'tension d'induit du moteur, ce qui entraverait la commande et la régulation désirées de.la vitesse du moteur.
Dans la forme d'exécution de la figure 2, le moteur à commander est alimenté par une ligne à courant alternatif par l'intermédiaire d'un transformateur principal 31 et d'un transformateur d'excitation 33. L'induit du moteur porte la référence 35 et l'enroulement inducteur associé la référen- ce 36. L'enroulement inducteur 36 est excité par la tension redressée sortant d'un redresseur à double alternance 37 dont le circuit d'entrée est relié au transformateur 33. Comme les circuits d'induit et inducteur sont reliés di- rectement entre eux, il faut isoler le circuit inducteur du circuit d'induit, côté courant alternatif, au moyen du transformateur 33, mais celui-ci peut être relativement réduit puisqu'il ne doit fournir que l'énergie pour' l'exci- tation du circuit inducteur.
On peut aussi se passer du transformateur 31, si la ligne à courant alternatif donne directement une tension convenable.
L'excitation de l'enroulement inducteur 36 est réglable au moyen d'un rhéostat série 38. Un rhéostat potentiométrique 39 en série avec une résistance 40, est mis aux bornes de l'enroulement inducteur 36 et est pour- vu d'un curseur'41 servant à choisir une tension de référence de vitesse, com- me cela a été expliqué-en'rapport avec la figure 1.
L'induit 35 du moteur à commander est alimenté par le transforma- teur 31, à travers un redresseur à double alternance 42 relié en série avec les enroulements principaux 44 et 45 d'une réactance à saturation 43. Cette dernière est représentée, à titre d'exemple, sous la forme à trois branches, et porte sur sa branche centrale trois enroulements à courant continu 46, 47 et 48.
L'enroulement 46 est relié par le contact 50 d'un interrupteur, aux bornes d'une partie réglable d'un rhéostat potentiométrique 49 connecté aux bornes de sortie du redresseur 37 et produit une excitation de commande cons- tante réglable pour l'enroulement 46. L'enroulement 47 relie le curseur 41 du rhéostat 39 au circuit d'induit par 1'intermédiaire d'une résistance 55 sous la commande d'un autre contact 52 de l'interrupteur dont le contact prin- cipal 51 est en série dans le circuit d'induit. Un condensateur 56 forme avec la résistance 55 un circuit de filtrage. L'enroulement 48 se trouve en série dans le circuit d'induit et est donc traversé par le courant d'induit redressé.
<Desc/Clms Page number 4>
A la fermeture de l'interrupteur de démarrage, le contact 50 se ferme après les contacts 51 et 52. L'enroulement die commande 46 n'est donc pas excité au début et la valeur réelle de la réactance à saturation est éle- vée afin d'empêcher le moteur de prendre un courant initial excessivement élevé. Immédiatement après, l'excitation de l'enroulement 46 augmente et réduit la réactance réelle. En marche normale, l'enroulement 47 sert à la régulation de la vitesse du moteur en fonction de la valeur de référence choisie par le réglage du rhéostat 39 et de la manière décrite en rapport avec l'enroulement 18 de la figure 1. L'enroulement 48, de plus en plus excité avec l'accroissement du courant d'induit du moteur, compense la chute de tension IR et maintient la vitesse sensiblement indépendante des variations de charge.
Dans la forme d'exécution de la figure 3, le moteur à commander est alimenté par un transformateur 6l dont le secondaire 62 fournit la tension d'induit et le secondaire 63 fournit la tension d'excitation. L'enroulement inducteur 66 du moteur est relié, par l'intermédiaire d'un rhéostat 68, aux bornes de sortie d'un redresseur 67 alimenté par l'enroulement 63. Un rhéos- tat potentiométrique 69 est mis en série avec une résistance 70, aux bornes de l'inducteur 66 et comporte un curseur 71. L'induit du moteur 65 est ali- menté par l'enroulement de transformateur 62, par l'intermédiaire des enrou- lements principaux 72 et 73 de deux réactances à saturation respectives 74 et 75 qui forment, avec quatre éléments redresseurs 76, 77, 78 et 79, un dis- positif de redressement en pont.
Les réactances comprennent des enroulements de commande de saturation respectifs 80 et 81 montés en série entre le cur- seur 71 et le côté redresseur du circuit d'induit, par l'intermédiaire d'une résistance 95 et sous la commande des contacts 92 et 93 d'un interrupteur.
Comme expliqué en rapport avec la figure 1, un condensateur 96 est prévu pour le filtrage.
A cause du montage en pont du redresseur, les enroulements 72 et 73 de la réactance sont traversés par des impulsions de courant continu. Il s'enduit que chaque réactance est autosaturée dès qu'un courant passe dans la réactance sous commande de l'enroulement de commande de saturation 80 ou 81 associé. De telles réactances à auto-saturation et des semblables sont bien connues. Elles fonctionnent comme un dispositif de déclenchement dont le "point d'allumage" est déterminé par l'excitation des enroulements de com- mande associés.
En ce qui concerne le réglage de la vitesse, le dispositif fonc- tionne sensiblement de la même façon que la forme d'exécution de la figure 1.
On peut faire remarquer que, si on le désire, une valve, comme la valve 24 de la figure 1, peut être prévue dans les circuits d'enroulement de commande correspondants des figures 2 et 3 afin d'assurer le passage du courant dans ces enroulements' dans un sens seulement (enroulements 47 ou 80, 81). Cepen- dant une telle valve est inutile avec des réactances à auto-saturation ou avec un grand pourcentage de saturation de feedback, puisqu'une polarité inverse de l'enroulement de commande a peu d'effet sur le point d'allumage de tels dispositifs déclencheurs.
Comme le montrent les figures 2 et 3, les appareils conformes à l'invention ne doivent pas nécessairement utiliser des tubes électroniques comme redresseurs, mais aussi d'autres types comme-les redresseurs secs ou à couche d'arrêt.
Comme l'indiquent les diverses variantes représentées et décrites ci-dessus, de nombreuses modifications peuvent être apportées aux circuits et aux éléments, quant à leur nature, leur construction, leur disposition et leur nombre, sans sortir du cadre de l'invention.