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Il est connu d'employer des moteurs à commutateur avec caractéris- tique en série en vue du réglage de la vitesse angulaire de commandes en fonction de la charge.Une pareille commande modifie constamment la vitesse angulaire avec la charge,mais elle tend à l'instabilité en particulier dans le fonctionnement des génératrices.En outre,ces machines sont coûteuses quant à leur achat et à leur entretien.
Il est connu par -ailleurs d'employer des machines aynschrone avec résistance additionnelle d'induit comme organes de commande en vue du réglage de la vitesse angulaire en fonction de la charge.Ces machines mon- trent un comportement souple de la vitesse angulaire.Dans le fonctionnement en moteur,le nombre de tours décroît pour uns e c h par g e o r c i s s sante; il est désavantageux toutefois qu'il augmente dans la même mesure dans le fonctionnement en génératrice.Il est désirable,dans l'intérêt de la sécurité, d'avoir dans les deux genres de fonctionnement une courbe caractéristique de la vitesse angulaire qui aille en s'abaissant pour une charge croissante.
Dans beaucoup de problèmes de commande,ce n'est pas tant la constance du réglage qui est décisive que bien plutôt une stabilité irrépro- chable dans tous les cas de fonctionnement qui se présentent,ainsi que la simplicité et l'absence d' exigences de la machine.de problème se pose sou- vent'par exemple dans des installations de grue desservies par un person- nel changeant fréquemment dont on ne peut pas attendre de connaissances spéciales,s'il est exigé que la grue fonctionne en faisant gagner autant de temps que possible et le plus économiquement possible.
Ces deux conditions peuvent être remplies dans une large mesure, dans le cas d'un appareil de levage,par une commande avec par exemple deux étages de vitesse distinots,à savoir un étage élevé pour faibles char- ges et marches à vide et un étage inférieur pour fortes charges,la vitesse admissible pour toute charge étant alors établie d'une manière absolument automatique.Les charges les plus élevées associées aux deux étages sont choisies de préférence de telle manière que la même puissance du moteur soit nécessaire dans les deux zonesoComme un tel dispositif de levage à deux vitesses,en raison de sa vitesse élevée en marche à vide,exige pour une puissance de chargement demandée une moindre vitesse à charge maximum qu'un dispositif à vitesse unique et par conséquent une moindre puissance du moteur,
il est possible de se tirer d'affaire dans une plus large mesure avec de simples moteurs à induit en court-circuit,
Pour satisfaire aux conditions indiquées,un appareil à grue mo- bile devrait fonctionner de telle manière que la charge suspendue ne puisse exécuter de notables mouvements pendulaires ni lors de la mise en marche ni lors de l'arrêt.Il est possible d'y parvenir en employant une commande de mécanisme de transport avec deux étages de vitesse par exemple, à savoir un étage inférieur ou zéro pour de grandes résistances au mouve- ment et un étage supérieur pour de petites résistances au mouvement,
la vitesse correspondant aux résistances s'établissant alors de façon abso- lument automatique.La vitesse de déplacement oscille de telle manière entre les valeurs des deux étages que le mouvement de la charge a lieu pratique- ment sans oscillationo
Dans la solution de ces problèmes,il s'agit d'exécuter automati- quement des fonctions de connexion distinctes en fonctionnement d'un mo- teur que dans celui d'une génératrice'.
Il faut que la zone de charge puisse être parcourue dans le sens croissant ou dans le sens décroissant sans qu'il intervienne d'oscillations dans les connexions.Or,ces conditions peu- vent être remplies suivant la présente invention d'une manière particulière-
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ment simple par un groupe de commande qui contient au moins un moteur , asynchrone dont le stator est monté de façon pivotante et qui comporte un dispositif agissant à 1 encontre d'une variation de position pour limiter les variations de position du stator provoquées par le couple de rotation de charge,
et dans lequel il est en outre prévu d'autres dispositifs qui mo- difient l'état de fonctionnement du groupe en fonction de la position du stator.La modification de l'état de fonctionnement peut concerner le chan- gement du nombre des pôles, la déconnexion de machines se trouvant en fonctionnement, la mise en circuit de machines additionnelles, la commande d'un embrayage, celle d'un frein ou plusieurs fonctions de ce genre en même temps .
On expliquera ci-après plus en détail avec référence aux dessins annexés des exemples de ¯réalisation de la présente invention.
Fig.1 est le schéma simplifié d'un groupe de commande d'un appa- reil de levage,avec un seul moteur asynchrone monté de façon pivotante.
Fig.2 est le schéma simplifié d'un groupe de commande d'un appa- reil de levage avec un moteur asynchrone monté de façon pivotante et un moteur asynchrone stationnaire,et
Fige3 est le schéma des connexions électriques correspondant aux Fige et 2.
Le groupe de commande représenté à la Fig.1 correspond par exem- ple à un mécanisme de levage par grue dont la vitesse de levage passe en fonction de la charge à une valeur inférieure ou à une valeur supérieure .La variation de l'état de fonctionnement en fonction de la charge se rapporte ici à la commutation des connexions des pôles du moteur 1,dont le stator est monté sur l'axe 4 en vue d'une mouvement pendulaire.Au lieu d'un mo- teur avec enroulement à connexions polaires commutables,on pourrait employ- er deux moteurs avec enroulement à connexions polaires non commutables.La roue dentée 3 montée sur l'arbre du rotor actionne le tambour de levage 5 qui porte le câble de levage avec la charge 6.Un bras 2,
rigidement réuni au stator monté de façon pivotante du moteur 1,actionne l'appareil de contact avec les porte-contacts 30,32 ainsi que 40,42o
Le moteur 1 est par exemple un moteur asynchrone à courant tripha- sé avec deux enroulements; à savoir un enroulement à grand nombre de pôles pour l'étage inférieur de vitesse et un enroulement à petit nombre de pôles pour l'étage supérieur de vitesse.L'enroulement à grand nombre de pôles est alimenté par l'intermédiaire du contacteur 10 dans le cas du mouve- ment de levage et par l'intermédiaire du contacteur 11 dans le cas du mouvement d'abaissement.L'enroulement à petit nombre de pôles est alimenté par l'intermédiaire du contacteur 20 dans le cas du mouvement de levage et par l'intermédiaire du contacteur 21 dans le cas du mouvement d'abaisse- ment .Les circuits d'alimentation du moteur 1
sont figurés seulement uni- polaires comme d'habitude.Quand le moteur 1 fournit une puissance mécanique, le stator exécute,comme réaction en fonction du couple de rotation de la charge,un mouvement de rotation autour de l'axe 4 La mobilité du stator consiste en conséquence ici en ce qu'il' peut tourner autour de l'axe 4.
Comme cet axe coïncide avec l'axe du tambour de levage, la roue dentée' 3 peut pour toute position du stator transmettre irréprochablement la puis- sance mécanique au tambour de levage.Les moyens qui agissent à 1 encontre d'une variation de la position du stator sont constitués par les éléments de ressort 31,33 et 41,43 de l'appareil de contact et de plus par le fait que l'axe 4 sur lequel est monté le stator est placé excentriquement au- dessus du centre de gravité du stator.Ces deux moyens agissent dans le sens du retour du stator à la position figurée.L'appareil de contact consti-
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tue le moyen qui, à l'aide de ses contacts 52,62 d'une part et 53,63, 64 d'autre part,
assure la commutation des connexions polaires du moteur 1 en fonction de la charge.En outre,ce qui n'est pas représenté ici,le stator monté de façon mobile peut être utilisé comme dispositif servo-méoanique pour actionner des freins,des embrayages , etc... Le bras 2 pivotant au- tour de l'axe 4 pousse ,dans le cas du mouvement de levage par exemple,le porte-contact 30 vers la gauche sur l'axe 35 jusqu''à ce que la pointe de con- tact 50 rencontre le porte-co-ntact 32 et ouvre de ce fait le contact 52.
Le montage est assuré de manière que,pour un mouvement croissant vers la gauche,la direction d'action de la force des ressorts 31 arrive à être de plus en plus perpendiculaire à la direction du mouvement.Il s'ensuit que pour un mouvement progressant vers la gauche,l'accroissement de la force du ressort diminue et devient à peu près nulle au moment de l'ouverture du contact 52 ; on peut obtenir de ce fait un mouvement de commande rapide qui permet de mieux préciser le couple de rotation de commande.Il en est de même pour les ressorts 33,41,44, ainsi que pour les contacts correspondants.
Le porte-contact 32,également mobile le long de l'axe 35,est appuyé par les ressorts 33 sur la traverse fixe 34.Les ressorts 33 sont plus forts que les ressorts 31,de telle manière qu'en cas de mouvement progressant vers la gauche du bras 2 le porte-contact 32 ne commence à se déplacer notablement qu'après que le porte-contact 30 s'est appuyé sur le porte-contact 32.Le mouvement vers la gauche de l'appareil de contact est limité après la fermeture du contact 62 du fait que le porte-contact 32 repose sur la traverse 34.Lors du mouvement de retour du bras 2,les ressorts 33 et 31 re- poussent l'appareil de contact en arrière à sa position initiale indiquée à la Fig.1.
Les choses se passent de manière analogue pour le mouvement du bras 2 vers la droite,correspondant à l'abaissement de la charge 6.Le couple de rotation de commande, c'est-à-dire la charge de commutation,peut être fixée par le choix de la longueur des tiges de contact 50,60 et 51,61 et ce- ci,comme on peut s'en rendre compte,séparément pour le mouvement de levage et le mouvement d'abaissement.Les contacts 52 et 53 fonctionnent pour la charge de commutation,fixée par exemple au quart de la charge nominale, et les contacts 62 et 63/64 fonctionnent un peu au-dessus de la charge no- minale.
Tandis que dans le groupe de commande suivant la Figo1 le moteur 1 est en même temps machine de travail et machine de mesure,il est à recommander, par exemple pour de très grandes puissances,de séparer les deux fonctions.
La Fig.2 représente un dispositif de levage dans lequel le stator du mo- teur de travail 4 est stationnaire.Sur l'arbre prolongé 3 du rotor sont montés d'une part la machine de mesure 1, d'autre part le tambour de leva- ge 5 qui porte le oable de levage avec la charge 6.Le rotor de la machine de mesure 1 est rigidement accouplé avec le rotor de la machine de travail 4,tandis que le stator de la machine de mesure est monté de façon à pou- voir tourner librement sur l'arbre 3.Le bras 2 rigidement réuni au stator de la machine de mesure 1 limite,en combinaison avec l'appareil de contact qu'il actionne,la.capacité delibre rotation du stator.Les deux machines sont par exemple des machines asynchrones à courant triphasé avec cour- bes caractéristiques analogues.Toutes deux contribuent à la puissance de travail,
la puissance de la machine de mesure ne correspondant,dans la plupart des cas, qu'à une fraction de celle de la machine de travail.Les connexions polaires des deux machines peuvent être commutées dans la même mesure et les enroulements correspondants sont montés en parallèle. L'ali- mentation est effectuée de manière analogue à celle du dispositif suivant la Fig.1, respectivement par l'intermédiaire des contacteurs 10 ou 11 sur les enroulements à grand nombre de pôles et par l'intermédiaire des contacteurs
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20 ou 21 sur les enroulements à petit nombre de pôles.
Ce qui a été dit à propos de la Fig.1 est valable pour ce qui concerne l'appareil de contact.Les ressorts de celui-ci sont les moyens qui agissent à l'encontre du changement de position du stator.La modifi- cation de l'état de fonctionnement est ici également en rapport avec une commutation des connexions polaires à l'aire de l'appareil de contact en fonction de la charge.Bans la disposition suivant la Fig.2 également,ce qui n'est pas représenté,le stator pivotant peut être utilisé comme dispo- sitif servo-méoanique pour actionner des freins,des embrayages, etc...
Les modes des fonctionnement des groupes de commande suivant les Figol et 2 concordent du point de vue de la technique des connexions, de sorte que le schéma des connexions selon la Figo3 est valable pour l'un et pour l'autre.On expliquera maintenant,avec référence aux Figol et 3, comment réagit le groupe dans différents cas de fonctionnement
Pour amorcer un mouvement de levage,on ferme le contact 72 (Fig.3).
Le contacteur 10 met en circuit l'enroulement à grand nombre de pôles du moteur 1.Le couple de rotation de démarrage assure la fermeture du contact 52 et la fermeture du contact 62 car le couple de démarrage est plus élevé que le couple de rotation de commande ou le couple de rotation nominal.Si la charge est plus petite que la charge de commutation, après la phase d'accélération,le contact 62 est ouvert et le contact 52 fermé ; dece fait le contacteur 20 met en circuit l'enroulement à faible nombre de pôles du moteur 1 et coupe le contacteur 10 par l'ouverture du contact 25.Avec la mise en circuit du contacteur 20,1e contact se ferme également.
Le processus d'accélération à la vitesse supérieure de charge qui débute ou- vre le contact 52 et ferme le contact 62,de sorte que le contacteur 20 à chute un peu retardée reste en circuit. Après l'écoulement de la phase d'accé- lération,le contact 62 est de nouveau ouvert et.le contact 52 fermé,ce qui encore une fois ne modifie pas l'état de connexion des contacteurs.La com- mande marche en conséquence à petite charge avec la vitesse supérieure.Si, pour une raison quelconque s la charge augmente au-delà de la valeur de com- mutation,le contact 52 s'ouvre,le contacteur 20 tombe,
ouvre le contact 26 et met en circuit le contacteur 10 en fermant le contact 25.Le groupe de commande descend à la vitesse inférieure ..L'opération ainsi décrite se dérou- le par exemple lorsqu'une lourde charge est soulevée par traction à partir du niveau où elle se trouve.Avant que les câbles soient tendus,le crochet de levage vide constitue une charge légère et s'élève à la grande vitesseo Lors de la tension des câbles,la charge augmente et la vitesse de levage re- tombe à la valeur inférieure.
On décrira maintenant les opérations qui se déroulent lors de l'abaissement d'une lourde chargeoPour mettre entrain le mouvement d'abais- sement,on doit fermer le contact 73 (Figo3)oLe contacteur 11 met en circuit l'enroulement à grand nombre de pôles du moteur 1 oPendant la phase de démar- rage,le contact 53 est fermé,immédiatement après le contact 63 est ouvert et le contact 64 fermé,de sorte que le contacteur 31 à attraction un peu retardée ne fonctionne pasoAprès l'écoulement de la phase d'accélération, le contact 64 est réouvert,le contact 63 fermé et le contact 53 ouvert oLe groupe de commande marche alors à la petite vitesse d'abaissement.Si la commande est déchargée par dépôt de la charge, le contact 53 est fermé;
de ce fait,le contacteur 21 met en circuit l'enroulement à petit nombre de pôles du moteur 1 par l'intermédiaire du contact 63 ferméoLe contact 27 et le contacteur 11 sont mis hors circuit tandis que le contact 28 est fermé.
La commande est alors accélérée jusqu'à la grande vitesse d'abaissement et de ce fait le contact 63 provisoirement ouvert et le contact 64 provisoire- ment fermé.Comme les commexions assurées par les contacts 63 et 64 coïncident
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en partie dans le temps,cette opération d'accélération ne modifie pas les conditions d'alimentation du moteur 1; la commande continue à marcher à la grande vitesse d'abaissement.
On peut construire de manière analogue des groupes de commande avec plus de deux étages de vitesse.A d'autres fins on peut construire des groupes de commande dans lesquels l'un des étages de vitesse précédemment indiqués est nuloDes groupes de commande de ce genre présentent de l'inté- rêt par exemple pour la commande d'appareils de déplacement à grue car,à la fois ils évitent les mouvements pendulaires de la charge et déconnectent le mécanisme de déplacement lors de la rencontre d'obstacles.
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1. Groupe de commande avec moteurs asynchrones, caractérisé en ce qu'il contient au moins un moteur asynchrone dont le stator est monté de façon mobile,un dispositif agissant à 1 encontre d'une variation de posi- tion pour limiter les variations de position du stator provoquées par le couple de rotation de charge, et d'autres dispositifs qui modifient l'état de fonctionnement du groupe en fonction de la position du dit stator.