<Desc/Clms Page number 1>
On connaît, pour le'réglage;.-continu de. la vitesse de moteurs à courant continu,'des dispositifs comportant des moyens séparés d'action sur l'induit et sur l'inducteur. Ils présentent l'inconvénient'de nécessiter'des précautions spéciales pour empêcher les fausses manoeuvres telles que par. exemple le démarrage à champ réduit. D'autre part, les vitesses ôbtenues ne varient pas, dans toute la gamme de vitesses, en fonction linéaire des valeurs de réglage introduites, mais suivant une loi différente.
Enfin le réglage précis de la vitesse, nécessi- tant l'emploi d'une dynamo tachymétrique pour donner le signal de vitesse,-'est difficile à obtenir dans toute la gamme de vitesses. '
<Desc/Clms Page number 2>
Le dispositif de règlage conforme à l'invention permet en particulier d'éviter les inconvénients précités, et il prémunie d'autre part plusieurs avantages qui ressortiront de la description.
Conformément à l'invention, le dispositif comporte un circuit de référence à tension constante, une fraction de ce circuit, réglée par un potentiomètre qui constitue l'organe de règlage de la vitesse, ayant une tension qui est opposée à la tension d'une dynamo tachymétrique entraînée par le moteur à commander, la différence entre les deux tensions opposées étant utilisée dans un régulateur automatique comportant les moyens pour faire varier, en fonction de la tension dans la fraotion réglable du circuit de référence, la tension d'induit du moteur tant que celle-ci ne dépasse pas une valeur prédéter- minée au plus égale à la tension nominale du moteur,
la ten- sion de référence constante étant utilisée dans un circuit comprenant des moyens pour maintenir l'excitation du moteur à sa valeur de plein flux tant que la tension d'induit ne dépasse pas ladite valeur prédéterminée, et pour diminuer l'excitation dès que la tension d'induit tend à dépasser cette valeur.
Dans le dessin annexé on a représenté sous forme de schémas, et ci-après on a décrit, différents modes de réali- sation d'un dispositif conforme à l'invention.
Dans le dessin :
La fig. 1 est un schéma d'ensemble montrant les organes essentiels utilisés dans le dispositif.
La fig. 2 est un schéma d'ensemble montrant un mode particulier d'organisation du dispositif.
Les fig. 3 et 4 sont des schémas montrant chacun une variante du circuit d'alimentation de l'induit du moteur.
<Desc/Clms Page number 3>
Comme le montre le schéma de la fig. 1, le moteur à commander M entraîne une dynamo tachymétrique D. La tension fournie par la dynamo D est opposée, dans un'régulateur auto- matique A, à une tension Rv réglée au moyen d'un potentiomètre Pv inséré entre les deux branches d'une fraction d'un circuit de référence Rc à tension constante continue ou redressée.
Le circuit d'induit du moteur M est alimenté sous une tension U contrôlée par le régulateur A.
@
Le circuit inducteur E du moteur M est contrôlé par un amplificateur B relié au circuit de référence Rc et au moteur M.
Le schéma de la fig.' 2 définit un mode particulier de réalisation du dispositif, le circuit d'induit U contrôlé par le régulateur A étant alimenté par l'intermédiaire d'un amplificateur magnétique m2.
Un réseau triphasé alimente le circuit de référence Rc, le régulateur A, l'amplificateur B et l'amplificateur m2.
Le régulateur A est constitué par un. amplificateur magnétique m1, comportant un enroulement de polarisation Np1 alimenté sous la tension de référence constante Rc et un enrou- lement de commande Nc1alimenté sous la différence des tensions Rv réglée par Pv, et S fournie par la dynamo tachymétrique.
L'amplificateur magnétique m2, qui alimente le cir- cuit d'induit U par l'intermédiaire dé redresseurs, comporte un enroulement de polarisation Np2, relié au circuit Rc, et un enroulement de commande Ne? rélié à la sortie de l'ampli- ficateur magnétique m1.
L'amplificateur magnétique B qui contrôle le circuit inducteur E comporte deux enroulements, l'un de polarisation Np3, relié directement au circuit Rc, l'autre de commande Nc3 inséré dans ce circuit en série avec l'induit du moteur M.
<Desc/Clms Page number 4>
Un potentiomètre Pe permet de régler la valeur de l'excitation nominale du moteur, le courant étant nul dans l'enroulement Ne 3*
Le dispositif ainsi agencé fonctionne de la façon suivante
A l'aide du potentiomètre Pv on fait augmenter progressivement la tension variable Rv opposée à la tension S fournie par la dynamo tachymétrique D. La différence entre ces deux tensions commande l'enroulement Nc1de l'amplifica- teur m1 dont la sortie débite dans l'enroulement de commande Nc3 de'l'amplificateur m2 qui contr8le le circuit d'induit U.
A mesure que la'tension Rv augmente, la tension U dans le circuit d'induit augmente, et cela jusqu'au moment où la tension S fournie par la dynamo tachymétrique D devient sensiblement égale à la tension Rv ; que la tension U n'atteint pas une valeur déterminée Uc, inférieure ou au plus égale à la tension nominale Un du moteur, aucun courant ne circule dans l'enroulement de commande Nc3 de l'amplificateur magnétique B qui contrôle le circuit d'excitation du moteur, l'excitation étant ainsi maintenue à sa valeur I de plein flux.
Lorsque la tension d'induit Uc dépassé la tension de référence Rc, l'enroulement de commande Ne 3 de l'amplifica- teur magnétique B est parcouru par un courant ic qui augmente avec l'écart entre la tension d'induit Uc et la tension de référence Rc.
Le courant ic désature l'amplificateur magnétique B, et provoque une diminution du flux inducteur du moteur, et par conséquent une augmentation de la vitesse du moteur telle que la tension S fournie par la dynamo tachymétrique équilibre à nouveau la tension de règlage Rv.
<Desc/Clms Page number 5>
Il suffit, pour obtenir la désaturation de l'ampli- ficateur B, de choisir, pour son enroulement Nc3, un nombre de tours assez grand et une résistance dans ce circuit assez- faible pour que l'augmentation de la tension U au-dessus de la valeur prédéterminée Uc soit très faible. Cette augmenta- tion est nécessaire pour réduire le flux du moteur dans les proportions voulues. Si les constantes de temps de l'inducteur E ou de l'amplification sont élevées, il n'en résulte qu'un ' retard dans l'établissement de la nouvelle valeur du flux dans l'inducteur, retard qui d'ailleurs peut être favorable dans le cas par exemple d'un impact de charge sur le moteur.
Les avantages.que procure le dispositif sont les suivants - la loi de variation de la vitesse suit la loi de la tension réglable Rv dans toute la gamme de variation pré- vue, aussi bien par augmentation de la tension d'induit que par diminution du flux inducteur. En particulier, si la varia- tion de la tension Rv est linéaire, la variation de vitesse est également linéaire..
- les risques-de désexcitation' intempestive, au démarrage notamment,, sont pratiquement nuls, puisque, par définition, l'excitation ne peut diminuer-que lorsque l'in- duit a atteint une 'valeur' voisine de sa tension nominale.
- lors d'une augmentation brusque de la charge du moteur, le rétablissement de la vitesse se fait dans les meilleures conditions. En effet, le régulateur A a pour effet d'augmenter d'abord la tension d'induit,- ce qui est plus rapide et plus efficace,- et l'excitation diminue ensuite progressivement de sorte qu'en régime établi la vitesse est ramenée à sa.valeur de réglage par désexcitation. Autrement dit, le'dispositif permet une action rapide sur l'induit
<Desc/Clms Page number 6>
pour des régimes transitoires et une action plus lente sur l'inducteur pour des régimes permanents.
Dans certains cas particuliers, le dispositif permet une simplification notable des circuits. Par exemple, lorsqu'on veut régler la traction sur un matériau à enrouler, en utili- sant un palpeur ou un tractiomètre associé au potentiomètre de réglage Pv, le dispositif'permet d'augmenter la gamme de vitesses du moteur qui peut fonctionner à puissance constante pour la valeur maxima'de la vitesse linéaire du matériau.
Mais pour toutes les valeurs inférieures à cette vitesse, le palpeur ou le tractiomètre commande la tension d'induit.
Au lieu d'utiliser un amplificateur magnétique m2 pour alimenter le circuit d'induit U du moteur, on peut fàire agir l'amplificateur m1du régulateur A, soit sur l'excitation d'une génératrice à courant continu G, qui, entraînée par un moteur asynchrone T, alimente ledit circuit d'induit (fig. 3), soit sur un redresseur H relié au réseau (fig. 4).
Bien entendu, le dispositif tel qu'il vient d'être décrit à titre d'exemple pourrait être modifié, ou complété par tout organe accessoire utile, sans que pour cela on sorte du cadre de l'invention.
C'est ainsi que dans les différents schémas, on a représenté des amplificateurs magnétiques du type à autosatu- ration, montage en pont monophasé. Ces amplificateurs pour- raient être d'un tout autre type : triphasé une ou deux alter- nances, sans autosaturation, etc....
De même, il est évident qu'au lieu d'utiliser un réseau triphasé, on pourrait faire appel à tout autre réseau, continu ôu alternatif.
<Desc / Clms Page number 1>
We know, for the continuous adjustment of. the speed of direct current motors, 'devices comprising separate means of action on the armature and on the inductor. They have the drawback of requiring special precautions to prevent false maneuvers such as by. example, reduced field starting. On the other hand, the speeds obtained do not vary, over the entire speed range, as a linear function of the adjustment values introduced, but according to a different law.
Finally, the precise adjustment of the speed, necessitating the use of a tachometric dynamo to give the speed signal, is difficult to obtain over the whole range of speeds. '
<Desc / Clms Page number 2>
The adjustment device according to the invention makes it possible in particular to avoid the aforementioned drawbacks, and it also protects several advantages which will emerge from the description.
According to the invention, the device comprises a constant voltage reference circuit, a fraction of this circuit, regulated by a potentiometer which constitutes the speed regulating member, having a voltage which is opposite to the voltage of a tachometric dynamo driven by the motor to be controlled, the difference between the two opposing voltages being used in an automatic regulator comprising the means for varying, as a function of the voltage in the adjustable fraotion of the reference circuit, the armature voltage of the motor as long as this does not exceed a predetermined value at most equal to the nominal voltage of the motor,
the constant reference voltage being used in a circuit comprising means for maintaining the excitation of the motor at its full flux value as long as the armature voltage does not exceed said predetermined value, and for reducing the excitation as soon as the armature voltage tends to exceed this value.
In the accompanying drawing, various embodiments of a device in accordance with the invention have been shown in the form of diagrams, and below have been described.
In the drawing:
Fig. 1 is an overall diagram showing the essential organs used in the device.
Fig. 2 is an overall diagram showing a particular mode of organization of the device.
Figs. 3 and 4 are diagrams each showing a variant of the motor armature supply circuit.
<Desc / Clms Page number 3>
As shown in the diagram in fig. 1, the motor to be controlled M drives a tachometric dynamo D. The voltage supplied by the dynamo D is opposed, in an automatic regulator A, to a voltage Rv set by means of a potentiometer Pv inserted between the two branches d a fraction of a constant voltage DC or rectified reference circuit Rc.
The armature circuit of the motor M is supplied with a voltage U controlled by the regulator A.
@
The inductor circuit E of the motor M is controlled by an amplifier B connected to the reference circuit Rc and to the motor M.
The diagram of fig. ' 2 defines a particular embodiment of the device, the armature circuit U controlled by the regulator A being supplied by means of a magnetic amplifier m2.
A three-phase network supplies the reference circuit Rc, the regulator A, the amplifier B and the amplifier m2.
The regulator A consists of a. magnetic amplifier m1, comprising a polarization winding Np1 supplied with the constant reference voltage Rc and a control winding Nc1 supplied with the difference in the voltages Rv set by Pv, and S supplied by the tachometric dynamo.
The magnetic amplifier m2, which supplies the armature circuit U via rectifiers, comprises a bias winding Np2, connected to the circuit Rc, and a control winding Ne? connected to the output of the magnetic amplifier m1.
The magnetic amplifier B which controls the inductor circuit E comprises two windings, one of polarization Np3, connected directly to the circuit Rc, the other of control Nc3 inserted in this circuit in series with the armature of the motor M.
<Desc / Clms Page number 4>
A Pe potentiometer is used to adjust the value of the nominal excitation of the motor, the current being zero in the Ne winding 3 *
The device thus arranged operates as follows
Using the potentiometer Pv, the variable voltage Rv is gradually increased, opposed to the voltage S supplied by the tachometric dynamo D. The difference between these two voltages controls the winding Nc1 of the amplifier m1, the output of which flows into the control winding Nc3 of the amplifier m2 which controls the armature circuit U.
As the voltage Rv increases, the voltage U in the armature circuit increases, and this until the voltage S supplied by the tacho-generator D becomes substantially equal to the voltage Rv; that the voltage U does not reach a determined value Uc, less than or at most equal to the nominal voltage Un of the motor, no current flows in the control winding Nc3 of the magnetic amplifier B which controls the excitation circuit of the motor, the excitation thus being maintained at its full flux I value.
When the armature voltage Uc exceeds the reference voltage Rc, the control winding Ne 3 of the magnetic amplifier B is traversed by a current ic which increases with the difference between the armature voltage Uc and the reference voltage Rc.
The current ic desaturates the magnetic amplifier B, and causes a decrease in the inductive flux of the motor, and consequently an increase in the speed of the motor such that the voltage S supplied by the tacho-generator again balances the adjustment voltage Rv.
<Desc / Clms Page number 5>
To obtain the desaturation of amplifier B, it suffices to choose, for its winding Nc3, a sufficiently large number of turns and a resistance in this circuit small enough for the increase in voltage U above of the predetermined value Uc is very low. This increase is necessary to reduce the engine flow to the desired extent. If the time constants of the inductor E or of the amplification are high, this results in only a delay in establishing the new value of the flux in the inductor, a delay which moreover can be favorable in the case for example of an impact of load on the engine.
The advantages provided by the device are as follows - the law of variation of the speed follows the law of the adjustable voltage Rv over the whole range of variation provided for, both by increasing the armature voltage and by reducing the voltage. inducing flux. In particular, if the variation of the voltage Rv is linear, the speed variation is also linear.
- the risks of untimely de-excitation, particularly at start-up, are practically zero, since, by definition, the excitation can only decrease when the induction has reached a 'value' close to its nominal voltage.
- during a sudden increase in engine load, speed is restored under the best conditions. Indeed, the regulator A has the effect of first increasing the armature voltage, - which is faster and more efficient, - and the excitation then gradually decreases so that in steady state the speed is reduced. to its setting value by de-excitation. In other words, the device allows rapid action on the armature
<Desc / Clms Page number 6>
for transient regimes and slower action on the inductor for permanent regimes.
In certain particular cases, the device allows a notable simplification of the circuits. For example, when one wishes to adjust the traction on a material to be wound up, using a feeler or a tractiometer associated with the adjustment potentiometer Pv, the device makes it possible to increase the range of speeds of the motor which can operate at power. constant for the maximum value of the linear speed of the material.
But for all values below this speed, the feeler or the tractiometer controls the armature voltage.
Instead of using a magnetic amplifier m2 to supply the armature circuit U of the motor, it is possible to act on the amplifier m1 of the regulator A, or on the excitation of a direct current generator G, which, driven by a asynchronous motor T, supplies said armature circuit (fig. 3), or on a rectifier H connected to the network (fig. 4).
Of course, the device as it has just been described by way of example could be modified, or supplemented by any useful accessory member, without departing from the scope of the invention for this.
Thus, in the various diagrams, magnetic amplifiers of the self-saturating type, single-phase bridge assembly have been shown. These amplifiers could be of a completely different type: three-phase one or two alternations, without autosaturation, etc ....
Likewise, it is obvious that instead of using a three-phase network, one could call upon any other network, direct or alternating.