Dispositif permettant de faire varier la vitesse d'un moteur à courant continu. L'invention se rapporte à un dispositif permettant de faire varier la vitesse d'un moteur à courant continu.
Celui-ci est caractérisé par le fait que, ledit moteur étant alimenté par un courant alternatif redressé par au moins un Thyra tron, des moyens sont prévus, permettant de donner à la tension de commande de la grille de ce dernier une valeur proportionnelle à la tension d'alimentation du moteur, le rapport choisi servant à déterminer la vitesse de régime désirée.
Le schéma de la fig. 1 du dessin annexé représente les couplages d'un tel dispositif, donné à titre d'exemple, dans le cas d'un moteur à excitation indépendante, alimenté par un réseau triphasé dont, pour des- raisons d'équilibre, une phase est utilisée à l'alimën- tation propre du moteur et une autre à l'ex citer.
La fig. 2 sert à expliquer le fonctionne ment du thyratron.
A la fig. 1, le réseau -est représenté par les trois conducteurs 1,- 2 et 3. La tension entre 1 et 2 est appliquée à l'induit 4 du moteur, à partir de 1 directe ment par l'interrupteur tripolaire 5 et une self 6 et à partir de 2 par le même inter rupteur et le thyratron 7. Celui-ci redresse le courant en ce sens qu'il ne laisse passer que la demi-alternance circulant de sa plaque 8 à son filament.
de chauffage 9, en traversant la grille de commande 10.
Le courant de chauffage du filament 9 provient d'un transformateur 11, alimenté par la phase 2, 3 du réseau triphasé.
La tension entre 2 et 3 est également appliquée à l'inducteur 12 du moteur, par l'intermédiaire de l'interrupteur 5 et d'une batterie de redresseurs 13, d'un type quel conque, redressant les deux demi-alternances.
La tension appliquée au moteur l'est enfin aussi à un potentiomètre 14, placé en paral lèle sur l'induit 4 et permettant de la diviseur dans un rapport quelconque, prédéterminé, au moyen du curseur 15, relié à la grille de commande 10 du thyratron, dont le poten tiel sera ainsi toujours proportionnel à la tension d'alimentation du moteur, et cela dans un rapport prédéterminé, dépendant de la position donnée au curseur 15.
Sans entrer dans d'autres détails, qui seront expliqués plus loin, voici comment fonctionne le couplage que l'on vient de décrire: L'interrupteur 5 étant fermé et l'arc amorcé dans le thyratron 7, l'inducteur 12 du moteur est excité par l'intermédiaire du groupe redresseur 13, tandis que l'induit 4, qui reçoit une tension continue de sens indi qué sur le dessin, se met à tourner..
En supposant le curseur 15 placé comme le schéma l'indique, au voisinage du pôle négatif du potentiomètre 14, on voit que la. tension négative de la grille 10 sera grande en fonction de la tension totale appliquée au moteur, ce qui, en vertu de la théorie de fonctionnement du thyratron, produit un amorçage de courte durée sur la demi-alter- nance -et donne ainsi un courant moyen re dressé faible. Le moteur tournera lentement.
La fig. 2 rappelle la théorie à laquelle il est fait allusion: La sinusoïde 16 représentant la tension alternative appliquée au thyratron, la courbe 17 constitue la caractéristique d'allumage pour la demi-alternance 16' susceptible de traverser le thyratron de sa plaque à son filament de chauffage. La droite pointillée 18 représentant enfin la tension négative de grille relativement forte, on voit que l'allu mage ne pourra se produire qu'en A et que le courant en résultant sera proportionnel à l'ordonnée moyenne de la zone hachurée.
On voit également sans autre qu'en dé plaçant le curseur vers la droite sur le dessin, la tension négative de la grille 10 diminuera. Cela équivaut à déplacer la droite 18 en 18', par -exemple, et à provoquer l'allumage en A'. La surface hachurée déterminée plus haut s'en trouvera augmentée, ainsi que l'intensité moyenne du courant, en sorte que le moteur tournera plus vite.
Si maintenant le moteur, que l'on a supposé jusqu'ici tourner à vide, se trouve subitement chargé, c'est-à-dire son induit 4 freiné, il en résulte une chute de sa tension d'alimentation qui provoquera une diminution proportionnelle de la tension négative de com mande de la grille 10. Gela équivaut à aug menter encore l'intensité moyenne du courant redressé fourni par le thyratron qui, four nissant de ce fait plus d'énergie au moteur, tendra à rétablir la vitesse primitive, et cela effectivement jusqu'à. ce que cette vitesse soit à nouveau atteinte.
Dans le cas contraire, où le moteur, réglé pour une vitesse donnée, serait subitement soumis à, une tension d'alimentation en aug mentant la vitesse ou lui permettant de s'em baller, la tension négative de la grille de commande augmentera en conséquence et pourra aller jusqu'à atteindre une valeur dé passant la caractéristique d'allumage. Le thyratron étant coupé, le moteur ne sera momentanément. plus alimenté.
I1 est évident que les opérations décrites se renouvelleront pour n'importe quelle posi tion du curseur 15, maintenant le moteur à la vitesse déterminée par cette dernière et indépendamment de la. charge qui lui est appliquée (cela bien entendu dans les limites de puissance de l'installation).
En plus de ce qui vient d'être décrit, le schéma de la fig. 1 montre quelques appa reils accessoires indispensables.
Il faut en effet éviter de mettre le moteur en circuit avant que le thyratron ait atteint sa température de fonctionnement.
Pour cette raison, le bouton d'enclenche ment 19 et de déclenchement 20 de l'inter rupteur tripolaire 5 sont en série avec un relais thermique 21. à retardement, influencé à son tour par le circuit d'allumage que ferme l'interrupteur 22.
En fermant cet interrupteur, on chauffe le thyratron, excite le relais 21 et allume en même temps une première lampe de signa lisation 23. Lorsque, suffisamment échauffé, le relais thermique 21 se ferme à son tour, il allume une seconde lampe de signalisation 24, qui indique que l'interrupteur principal peut être fermé par l'intermédiaire du bouton 19. ,. La self 6 sert à absorber les pointes pou vant se produire en cours de réglage, par l'amorçage et le désamorçage du thyratron. Dans une variante, la grille 10 du thyratron pourrait être reliée à la self 6, qui serait alors à curseur ou à prises intermédiaires.
I1 est d'autre part évident que le moteur pourrait être à excitation en série, en parallèle ou mixte. Il pourrait au surplus comporter un commutateur inverseur de marche.
Au lieu d'un thyratron, on peut enfin en prévoir plusieurs, soit pour redresser les deux alternances, soit pour redresser des courants triphasés ou hexaphasés, l'installation pou vant bien entendu aussi fonctionner en mono phasé, contrairement à l'exemple décrit, étant évident aussi que plusieurs lampes peuvent être remplacées par une seule à plusieurs électrodes.
Device for varying the speed of a direct current motor. The invention relates to a device for varying the speed of a DC motor.
This is characterized by the fact that, said motor being supplied by an alternating current rectified by at least one Thyra tron, means are provided, making it possible to give the control voltage of the gate of the latter a value proportional to the motor supply voltage, the ratio chosen being used to determine the desired speed.
The diagram in fig. 1 of the appended drawing represents the couplings of such a device, given by way of example, in the case of a motor with independent excitation, supplied by a three-phase network of which, for reasons of balance, one phase is used. to the engine's own power supply and another to quote it.
Fig. 2 is used to explain the operation of the thyratron.
In fig. 1, the network is represented by the three conductors 1, - 2 and 3. The voltage between 1 and 2 is applied to the armature 4 of the motor, from 1 directly by the three-pole switch 5 and a choke 6 and from 2 by the same switch and the thyratron 7. This rectifies the current in the sense that it only allows the half-wave circulating from its plate 8 to its filament to pass.
heater 9, passing through the control grid 10.
The heating current of the filament 9 comes from a transformer 11, supplied by phase 2, 3 of the three-phase network.
The voltage between 2 and 3 is also applied to the inductor 12 of the motor, via the switch 5 and a battery of rectifiers 13, of any type, rectifying the two half-waves.
Finally, the voltage applied to the motor is also applied to a potentiometer 14, placed parallel to the armature 4 and allowing the divider to be in any predetermined ratio, by means of the cursor 15, connected to the control grid 10 of the thyratron, whose potential will thus always be proportional to the supply voltage of the motor, and this in a predetermined ratio, depending on the position given to cursor 15.
Without going into other details, which will be explained later, here is how the coupling that has just been described works: Switch 5 being closed and the arc struck in thyratron 7, inductor 12 of the motor is excited by the intermediary of the rectifier group 13, while the armature 4, which receives a direct voltage in the direction indicated in the drawing, begins to rotate.
Assuming the cursor 15 placed as the diagram indicates, in the vicinity of the negative pole of the potentiometer 14, we see that the. negative voltage of gate 10 will be large as a function of the total voltage applied to the motor, which by virtue of the thyratron theory of operation produces a short-time firing on the half-cycle - and thus gives a current medium re upright weak. The engine will run slowly.
Fig. 2 recalls the theory to which allusion is made: The sinusoid 16 representing the alternating voltage applied to the thyratron, the curve 17 constitutes the ignition characteristic for the half-wave 16 ′ likely to cross the thyratron from its plate to its filament of heater. The dotted line 18 finally representing the relatively strong negative gate voltage, it can be seen that ignition can only occur in A and that the resulting current will be proportional to the mean ordinate of the hatched zone.
It can also be seen without further that by moving the cursor to the right on the drawing, the negative voltage of the gate 10 will decrease. This is equivalent to moving line 18 to 18 ', for example, and to causing ignition at A'. The hatched area determined above will be increased, as will the average intensity of the current, so that the motor will run faster.
If now the motor, which has hitherto been assumed to be running empty, is suddenly loaded, that is to say its armature 4 braked, the result is a drop in its supply voltage which will cause a decrease. proportional to the negative control voltage of grid 10. This is equivalent to further increasing the average intensity of the rectified current supplied by the thyratron which, thereby supplying more energy to the motor, will tend to restore the original speed , and this actually up to. until this speed is reached again.
Otherwise, where the motor, set for a given speed, would suddenly be subjected to a supply voltage by increasing the speed or allowing it to race, the negative voltage of the control gate will increase accordingly. and may go as far as reaching a value exceeding the ignition characteristic. With the thyratron off, the motor will not be momentarily. more fed.
It is obvious that the operations described will be repeated for any position of the cursor 15, maintaining the motor at the speed determined by the latter and independently of the. load applied to it (this of course within the power limits of the installation).
In addition to what has just been described, the diagram of FIG. 1 shows some essential accessory devices.
It is necessary to avoid switching on the motor before the thyratron has reached its operating temperature.
For this reason, the switch-on button 19 and switch-off 20 of the three-pole switch 5 are in series with a thermal relay 21. with delay, in turn influenced by the ignition circuit which the switch 22 closes. .
By closing this switch, the thyratron is heated, energizes relay 21 and at the same time lights up a first signaling lamp 23. When, sufficiently heated, thermal relay 21 in turn closes, it lights a second signaling lamp 24 , which indicates that the main switch can be closed using button 19.,. The choke 6 is used to absorb the spikes that may occur during adjustment, by starting and defusing the thyratron. In a variant, the grid 10 of the thyratron could be connected to the choke 6, which would then be slider or with intermediate taps.
I1 is also obvious that the motor could be excitation in series, in parallel or mixed. It could also include a reversing switch.
Instead of a thyratron, we can finally provide several, either to rectify the two halfwaves, or to rectify three-phase or six-phase currents, the installation being able of course also to operate in single phase, contrary to the example described, it is also evident that several lamps can be replaced by a single one with several electrodes.