Procédé de commande d'une machine par un groupe du genre Léonard et installation pour la mise en aeuvre dudit procédé. La présente invention a pour objet un procédé de commande d'une machine au moyen d'un groupe du genre Léonard agencé de façon que l'on puisse réaliser les varia tions de vitesse du moteur en agissant au moins séparément sur la tension qui lui est appliquée par la génératrice du groupe et sur le champ dudit moteur.
Ce procédé est carac térisé par le fait que, pour ralentir le moteur, on augmente brusquement la résistance du circuit d'excitation de la génératrice pour faire travailler ledit moteur, pendant un nom bre de tours déterminé, sur une caractéristi que de vitesse intermédiaire entre la vitesse de régime et la vitesse minimum, cette vitesse intermédiaire étant d'autant plus basse que la vitesse de régime est elle-même basse.
L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé de commande précité, cette installation se dis tinguant des installations connues par le fait que le circuit d'excitation de la génératrice comprend une résistance variable constituant le rhéostat d'excitation de la génératrice, une première résistance fixe ayant sensiblement la même valeur que la résistance totale du rhéostat d'excitation et une seconde résistance fixe, un commutateur étant prévu pour relier en série cette seconde résistance fixe, respectivement avec la première résis tance fixe et avec la résistance variable,
l'en- semble des deux résistances ainsi reliées en série étant branché en parallèle par rapport à la résistance restante.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple seulement, diffé rentes formes de réalisation d'une installation pour la mise en aeuvre du procédé.
La fie. 1 montre le schéma. électrique de principe d'un groupe Léonard sans inversion de marche.
La fie. 2 est un schéma de principe ana logue à celui de la fie. 1, mais se rapportant à une variante de réalisation.
La fie. 3 est un schéma analogue à la fil. 1, mais Lin peu plus détaillé, et se rappor tant. à un groupe Léonard avec inversion du sens de marche.
La fie. 4 est un diagramme de fonction nement, montrant. les variations .de l'excita tion de la génératrice du groupe Léonard en fonction de la course de l'organe commandé, au moment du freinage.
La. fig. 5 est un diagramme correspondant, mais relatif aux variations de la vitesse du moteur en fonction de la course de l'organe commandé.
Les fie. 6 et î sont des diagrammes cor respondant à ceux des fie. 4 et 5, mais obtenus à l'aide d'une installation ne compor tant pas de dispositif d'arrêt spécial. La fig. 8 est un schéma partiel donnant le détail du circuit d'excitation de la génératrice d'une installation munie d'in dispositif d'ar rêt spécial.
La fig. 9 montre, d'une façon très schéma tique, le dispositif électromécanique utilisé pour commander le dispositif d'arrêt de la fig. 8.
La fig. 10 est im schéma montrant les liai sons électriques entre les circuits d'excitation du moteur et de la génératrice du groupe Léonard, avec inversion du sens de marche.
La fig. 11 est un schéma des circuits de contrôle du groupe Léonard représenté, en partie, sur les fig. 3 et 10.
La fig. 12 est un schéma des liaisons élec triques des rhéostats d'excitation du moteur et de la génératrice du groupe Léonard, avec inversion du sens de marche.
La fig. 13, enfin, est mi schéma montrant la combinaison du schéma de la fig. 1 avec des éléments de circuit ayant pour but de réaliser une montée en vitesse rapide.
Comme on le voit sur la fig. 1, le groupe Léonard comprend, comme à l'ordinaire, un moteur<I>I11</I> alimenté par une génératrice C qui est elle-même entraînée par un moteur électrique triphasé 11e. Dans une variante de l'installation, ce moteur triphasé<I>Ille</I> pourrait être remplacé par tout autre type de moteur. Les circuits d'excitation du moteur III et de la génératrice G sont alimentés eux-mêmes par une excitatrice E montée sur le même arbre q-ae le moteur d'entraînement 31e et la géné ratrice G.
Dans un groupe Léonard classique, le mo teur 11 est constitué généralement par un simple moteur à courant continu. Par contre, dans l'installation qui fait l'objet de 'l'inven tion, le groupe Léonard utilisé est un groupe Léonard spécial dans lequel le moteur de tra vail est un moteur à courant continu à varia tion de vitesse par le champ, c'est-à-dire un groupe dans lequel les variations de vitesse dudit moteur se font en agissant au moins séparément sur la tension qui lui est appli quée par la génératrice du groupe et sir le champ dudit moteur.
Le moteur commandé du groupe Léonard en question peut être soit un moteur à un seul sens de marche (cas des fig. 1 et 2 par exemple), soit im moteur à inversion du sens de marche (cas des fig. 3 et 10à12).
Dans tous les cas, le groupe Léonard com porte, ainsi qu'on le voit en particulier sur les fig. 1 et 2, un organe de commande unique du rhéostat d'excitation Rcg de la génératrice G et du rhéostat d'excitation Rit du moteur JI. Ces rhéostats sont combinés l'un avec l'au tre de manière à réaliser, par la. manceuvre de cet organe de commande commun, une gamme de vitesses très étendue et toute succession désirée de caractéristiques de couple et de fonctionnement.
En ce qui concerne la gamme des vitesses, si on allie par exemple une variation de ten sion allant de 1 à 10 (par variation de l'exci tation de la génératrice) à une variation de champ du moteur allant de 1 à 3, on obtient finalement une gamme des vitesses allant de 1 à 30 pour le moteur 11. De plus, par le choix du nombre de plots intermédiaires de chacun des deux rhéostats d'excitation Rg et Rm, on petit réaliser une variation de vitesses aussi progressive et un réglage aussi fin qu'on le désire.
En examinant la fig. 1 qui se rapporte à. un groupe Léonard sans inversion du sens de marche, on voit que les deux rhéostats d'excitation Rg et Rtn de la. génératrice G et du moteur IYI comportent un curseur commun Cgnt alimenté par un fil commun 1 venant d'un pôle de l'excitatrice E dont l'autre pôle est relié par un fil 2 à une des bornes des enroulements d'excitation de la génératrice G et du moteur<I>Dl,</I> soit respectivement de l'en roulement 3cg et de l'enroulement 3nt.
Les deux rhéostats d'excitation Rg et Rtn sont combinés de façon à réaliser une cer taine caractéristique désirée de fonctionne ment. Dans le cas particulier représenté à la fig. 1, ces rhéostats sont combinés et prévus de façon à obtenir un fonctionnement à cou ple constant dans la partie basse de la gamme des vitesses et un fonctionnement à puissance constante dans la partie haute de cette gamme de vitesses.
A cet effet, le curseur commun Cgni se déplace tout d'abord sur un segment continu 4Rni - en une matière présentant une résis tance spécifique très petite - du rhéostat Rm, pendant qu'il se déplace d'un plot 5Rg à l'autre du rhéostat Rg, puis d'un plot.
7fn à l'autre du rhéostat Rm en même temps qu'il se déplace sur le segment continu 6Rg - en une matière présentant une résistance spéci fique très petite - du rhéostat Rg. Les seg ments continus 6Rg et 4Rm des deux rhéostats sont reliés respectivement par des fils 8 et 9 aux secondes bornes des enroulements d'exci tation<B>39</B> et 3m de la génératrice et du moteur.
Grâce à cette disposition, lorsque le cur seur Cgm, se déplace le long du segment con tinu 4Rm, du rhéostat. Rni, l'excitation du mo teur 31 reste constante, la résistance totale de ce segment étant négligeable.
Il s'ensuit que le moteur fonctionne à couple constant; la variation de vitesse étant, réalisée par varia tion de la tension fournie au moteur par la génératrice G, variation provoquée par le dé placement du curseur Cgm. d'un plot 5Rg <I>à</I> l'autre du rhéostat d'excitation Rg. Lorsque ledit curseur Cgm, continuant à être déplacé vers la droite du dessin, arrive simultanément sur le segment continu 6Rg du rhéostat Rg et sur les plots 7Rm du rhéostat Rm,
le moteur M fonctionne à puissance constante puisque l'excitation de la génératrice G est maintenue constante, la résistance totale du segment 6Rg étant négligeable; la variation de vitesse est obtenue alors uniquement par la variation du champ dudit moteur.
Il est à noter accessoirement, en outre, que le rhéostat Rni est shunté au démarrage par la fermeture d'un contact 10 qui est ouvert après démarrage; ce contact 10 est fermé im médiatement avant un contact 11 placé dans le circuit d'excitation de la génératrice G.
L'intérêt. de la disposition combinée des deux rhéostats Rg et Rm telle que montrée sur la fig. 1 réside dans le fait que le couple de démarrage du moteur correspond alors au couple maximum de celui-ci. Dans ces condi- tions, le moteur est dimensionné en fonction du couple maximum désiré, tandis que sa puissance maxima est lin-iitée à. celle du fonc tionnement à puissance constante.
Il est bien évident, cependant, que dans des variantes d'exécution de l'installation dé crite, on peut réaliser, par manoeuvre de l'or gane de commande commun aux rhéostats d'excitation du moteur et de la génératrice et une combinaison de ces rhéostats étudiée en vue des conditions de marche désirées, toutes caractéristiques voulues de couple et de puis sance autres que celle qui a. été indiquée ci- dessus (couple constant, dans la partie basse clé la gamme des vitesses, puissance constante dans la partie haute).
C'est ainsi, par exem ple que, dans une variante de réalisation telle que celle de la fig. 2, on obtient: a) une zone de fonctionnement à couple constant correspondant à la partie du dépla cement de l'organe de commande pour lequel le curseur Cgm glisse le long du segment continu 4Rni du rhéostat d'excitation Rm du moteur et d'un plot. 5Rg à l'autre du rhéostat. Rg;
b) une zone de fonctionnement. à couple et puissance simultanément variables corres pondant à la partie du déplacement de l'or gane de commande pour lequel le curseur Cgrn passe d'un plot 5Rg à l'autre du rhéostat.
Rg et d'un plot Mit à l'autre du rhéostat R-m: c) une zone de fonctionnement à, puis sance constante correspondant. à la partie du déplacement de l'organe de commande pour lequel le curseur Cgni. glisse sur le segment continu 6Rg du rhéostat d'excitation Rg de la génératrice et. simultanément passe d'un plot 7R 2 à l'autre du rhéostat Rin.
Sur la fig. 3, on a représenté schématique ment. une installation comprenant un groupe Léonard avec inversion du sens de marche du moteur et, réglage indépendant des vitesses pour chaque sens. Dans ce cas, il est néces saire de prévoir deux groupes de curseurs de rhéostats, l'un pour la marche avant, l'autre pour la marche arrière. Les curseurs de cha cun des deux rhéostats peuvent être électri quement distincts, mais doivent être mécani- quement solidaires.
C'est ainsi que le curseur <I>Cg</I> de marche avant pour le rhéostat Rg (curseur qui se déplace sur les plots 5Rg, puis sur le segment .continu 6Rg, comme dans le cas de la fig. 1, le courant étant amené de l'excitatrice par le segment 12g et le fil<B>13)</B> est solidaire du curseur<I>Cm</I> de marche avant pour le rhéostat Rm (curseur qui se déplace sur le segment continu 4Rm, puis sur les plots 7Rm, comme dans le cas de la fig. 1,
le cou rant étant amené de l'excitatrice par le seg ment 14m et le fil 15, et se déplace en syn chronisme avec le curseur<I>Cg).</I> Il est à noter d'ailleurs que dans une variante de l'installa tion les déplacements angulaires simultanés des deux curseurs <I>Cg</I> et<I>Cm</I> pourraient évi demment être remplacés par des déplacements de translation simultanés sur les plots et seg ments correspondants.
Le groupe de curseurs C"g et C'm pour la marche arrière est agencé d'une faon absolu ment analogue à celle du groupe du curseur <I>Cg</I> et<I>Cm.</I> Dans ce dernier cas, les circuits d'excita tion de la génératrice comportent des contacts 7.6a et 17a d'un inverseur du sens de marche. Il est également prévu des contacts 18a---18b commandés par un contacteur de coupure des curseurs<I>Cg</I> et<B><I>Cg</I></B> des rhéostats d'excitation de la génératrice en marche avant et en mar che arrière.
De même, il est prévu des con tacts 16b et 16c, 17b et<B>17e</B> commandés par les contacteurs d'inversion du sens de marche pour passer de la marche avant à la marche arrière et inversement (la vitesse dans les deux sens de marche étant déterminée par la position des deux curseurs de chaque groupe le long des rhéostats correspondants).
Par exemple, dans la position représentée, l'enroulement 3m du moteur 11I est excité par le circuit suivant: borne de l'excitatrice E, fil 20, contact 17c, fil 21, segment commun 14'm; curseur C'm de marche arrière, plot 7'Rm du rhéostat Rut, fil 22, prise 23 du rhéostat Rm, partie de ce rhéostat, fil 24, enroulement d'excitation 3m du moteur, fil 25 et retour à l'autre borne de l'excitatrice.
Des circuits analogues s'établissent pour l'enroulement d'excitation 3g de la généra trice G, mais passent en outre par les con tacts d'inversion 16ca ou 17a.
On pourrait aussi, lorsque, comme dans le cas particulier envisagé ci-dessus, l'installa tion comporte -Lui groupe Léonard à deux sens de marche avec, dans chaque sens, une seule vitesse pour chaque position des curseurs, prévoir un point commun entre les curseurs du moteur et de la génératrice, soit Cm et Cg ou C'm et<B><I>Cg,</I></B> après inversion sur les rhéostats correspondants, ce qui permettrait de suppri mer les contacts<B>16e</B> et<B>17e</B> (ou 16b et 7.7b).
Sur la fig. 8, on a représenté, très som mairement, un dispositif -utilisé pour amélio rer le freinage du moteur 111 alimenté par groupe Léonard et pour obtenir une grande précision des arrêts. Sur cette figure, on a re présenté seulement la partie des circuits d'excitation relative à la génératrice, étant entendu qu'un dispositif visant au même but (dispositif tel, par exemple, que celui qui a été décrit dans lé brevet suisse<B>NI> 262077)</B> peut être utilisé pour le moteur i1'1 à variation de vitesse par le champ, comme on le décrira d'ailleurs plus en détail par la suite.
La commande de l'arrêt, prévue dans cette variante, a pour but d'assurer la rapidité du freinage, la précision des arrêts et l'indépen dance de la course de l'organe mobile de la machine commandée (dit organe com mandé ) par rapport aux vitesses utilisées.
La commande de l'arrêt prévue ici con siste à ramener tout d'abord la vitesse du moteur, quelle que soit celle-ci, à une vitesse déterminée, voisine de la plus petite vitesse réalisable avec le groupe Léonard considéré, au moment où se produit la coupure de l'excitation de la génératrice et la mise en freinage de l'induit (ou l'inversion de cette excitation dans le cas d'un renversement de marche).
A cet effet, on effectue avant freinage (ou inversion) ce qu'on appellera une prépa ration de tension, autrement dit, on établit, en un ou deux stades (suivant l'importance de la variation -de tension employée), l'excita- tion minima sur la génératrice, ce qui ramène la tension d'alimentation du moteur à la ten sion minima prévue au fonctionnement.
Si la préparation de tension a lieu en deux stades (par exemple dans le cas où la varia tion de tension est. supérieure à deux, ce qui est généralement le cas), le premier stade est réalisé suivant. une caractéristique qui est fonction de la vitesse réglée en marche nor male et qui est, intermédiaire entre la ten sion normale et la tension minima de la gé nératrice; de cette façon, plus cette vitesse est élevée, plus la tension correspondant à cette préparation est basse (et correspond donc à une vitesse faible). Le deuxième stade de la préparation de tension consiste à établir le champ correspondant à la tension et à la vitesse minima.
Pour mieux faire comprendre la com mande de l'arrêt utilisée, on a représenté sur les fi-. 4 et 5 (les graphiques qui indiquent l'intensité d'excitation de la génératrice et la vitesse en fonction de la course de l'organe commandé.
La première préparation de ten sion se fait en ('s et la seconde en C4; la cou pure se fait en C5 et l'arrêt en Cs. Sur cha cun de ces graphiques, on a montré trois exemples de vitesse: par exemple une vitesse Vi de 1050 tours/minute (correspondant à une excitation ii de la génératrice), une vi tesse V2 de 420 tours (correspondant à. une excitation i2) et une vitesse 1"", de 100 tours (correspondant à une excitation i",) qu'on supposera être la vitesse minima réalisable avec le groupe Léonard considéré.
Si l'on considère la vitesse Vi, on voit que la première préparation de tension consiste à ramener la vitesse à une vitesse intermédiaire V'1 (correspondant à l'excitation i'1 (fig. 4); cette vitesse est fonction de la vitesse en mar che normale (si l'on considère la vitesse plus faible V2 correspondant à l'excitation i2, on voit en effet que la vitesse intermédiaire est. 1"2 correspondant à l'excitation i'2 inférieure à i'i).
niais avant qu'on ait atteint cette vitesse V'i, on réalise en C'4 la seconde préparation de tension qui ramène la vitesse intermé- diaire (correspondant à<I>il)</I> à la vitesse mi nima V", (correspondant à l'excitation mi nima i",).
Si l'on part de la vitesse V2 (correspon dant à l'excitation i2 en marche normale), la première préparation de tension ramène la vitesse intermédiaire à V'2 (correspondant à i'2) et, en C4, la deuxième préparation ra mène cette vitesse 1"'.= à la. vitesse minima On voit ainsi que, dans torts les cas, au moment où s'effectue la coupure de l'excita tion de la -énératrice (ou l'inversion), c'est- à-dire en C\;
, la vitesse se trouve toujours ramenée sensiblement à une même valeur, égale à la vitesse minima -V", réalisable avec le groupe Léonard considéré. Par conséquent, l'arrêt se fera toujours au même point Ca, quelle que soit. la vitesse normale de laquelle on est parti.
Pour mieux faire apparaître l'intérêt. de la commande qui vient d'être décrite, on a. re présenté, sur les fig. 6 et 7, des graphiques analogues aux précédents, niais dans le cas où l'on utiliserait le procédé habituel de frei nage et d'arrêt. On voit, sur ces graphiques, qu'en coupant l'excitation (ou en l'inversant) en un point fixe C5 de la course de l'organe commandé, la course dudit. organe se terminera en C7, Cs ou<B>Cg</B> suivant. la vitesse utilisée Vi, V2 ou V. (correspondant.
aux trois inten sités d'excitation ii, i2 et i.), vitesses qu'on a choisi les mêmes que celles des graphiques (les fig. 4 et 5. Autrement dit, dans le cas (l'une commande normale du freinage et (le l'arrêt., la course de l'organe commandé est fonction de la vitesse utilisée en marche nor male, au lieu de se terminer uniformément et toujours en C" (voir fig. 4 et 5).
Pour obtenir une course déterminée, il est donc nécessaire, avec le procédé habituel, de régler le point de coupure C:,, par tâtonnement d'ailleurs, pour chaque vitesse, ce qui constitue tin sé rieux inconvénient, évité grâce à la commande décrite ci-dessus.
On pourrait. aussi, dans une variante de l'installation, effectuer la préparation de ten sion en un seul stade au lieu de deux. Il est toutefois préférable d'adopter cette dernière solution pour éviter, lors de l'emploi de moyennes vitesses, un ralentissement plus ou moins brutal regrettable pendant la course de préparation. La préparation en deux stades permet de réaliser im ralentissement plus progressif.
Le procédé de commande décrit présente encore -Lin autre avantage. On sait que dans les installations connues, la valeur des inerties mises en jeu à la grande vitesse conduit sou vent à limiter la rapidité d'abaissement de la tension en vue,du freinage; il s'ensuit que le freinage .aux moyennes et aux basses vitesses est moins rapide qu'il pourrait l'être.
Avec le procédé de commande décrit, la répartition en trois stades de la variation de tension (deux stades de préparation en C-. et C4 et un stade de coup-Lire ou d'inversion en C5) réalise aux grandes vitesses un freinage moins brutal que celui qui serait obtenu avec les procédés connus, tandis qu'aux moyennes et aux basses vitesses, le freinage est compara ble à ce qu'il est habituellement. Cette parti cularité permet de conserver pour ces vitesses toute la rapidité de freinage désirable.
Il est à noter que, pendant la période de ralentissement correspondant à la préparation de tension pour le freinage, la variation de tension ne dispense pas de conserver un cou ple moteur utilisable, ce qui permet d'inté grer la course de l'organe commandé corres pondant à la préparation à la course utile de celui-ci.
La commande de l'arrêt par la prépara tion de tension ci-dessus décrite en vue du freinage dans un groupe Léonard se rappro che, dans un certain sens, du procédé de pré paration de champ décrit, à propos des mo teurs à variation de vitesse par le champ, dans le brevet suisse N 262077, avec cette différence capitale toutefois que les varia tions du courant d'excitation sont inverses.
Ceci conduit d'ailleurs à utiliser, poiu la mise en aeuvre du procédé décrit ci-dessi-s, un dis positif électrique tout à fait différent de ce lui qui a été décrit, dans ledit brevet, pour les moteurs à variation de vitesse par le champ.
En effet, dans ce dernier cas, la prépara tion de champ, obtenue par court-circuitage partiel d'un rhéostat .d'excitation, était sans effet aux vitesses inférieures à celle corres pondant à la valeur du champ de prépara tion, tandis que si l'on voulait réaliser la pré paration de tension en imposant l'excitation correspondant à la tension de préparation, on réaliserait bien la préparation désirée pour les valeurs de la vitesse supérieures à celle correspondant à la tension de préparation, mais, lors de l'emploi de vitesses inférieures à celle-ci, on imposerait obligatoirement à la préparation l'adoption de la caractéristique de préparation, .ce qui entraînerait, dans ce cas, une augmentation de la vitesse de régime,
ce qui ne salirait être admis.
Pour mettre en #uvre le procédé qui a été décrit ci-dessus pour un groupe Léonard, on utilise en conséquence l'installation repré sentée sur les fig. 8 et 9.
De l'examen de la fig. 8, il ressort que le circuit d'excitation de la génératrice G (d'un groupe Léonard que l'on suppose être sans inversion .de sens de marche) comporte un rhéostat d'excitation spécial formé de la ré sistance variable normale du rhéostat Rg (allant du point a au point b), avec ses plots 5Rg et son curseur Cg, et d'iuie résistance fixe 26 (allant du point b au point c), avec une résistance fixe additionnelle 27, les deux résistances Rg et 26 étant de valeur égale. En outre, le contact 28a d'un inverseur peut être appliqué soit sur la borne a, soit sur la borne c.
Enfin, sur le circuit du curseur Cg est placé le contact 18a du contacteur de cou pure du curseur.
En régime normal, le contact inverseur 28a se trouve sur la borne<I>a.</I> A la première préparation de tension, le contact inverseur 28a. est amené s-Lu la. borne c et, à la deuxième préparation de tension, le contact 18a. s'ouvre (coupure du curseur du rhéostat). Pour l'ar rêt, l'excitation est coupée par suite de l'ou verture du contact 29a.
La commande des contacteurs qui agissent. sur les contacts 28a, 18a. et 29a. se fait au moyen d'un dispositif de taquets et d'inter- rupteurs analogue à celui qui a été décrit dans le brevet suisse N 262077. On a repré senté sur la fi-. 9 le dispositif électromécani- clue utilisé à cet effet.
Sur cette figure, 30 re présente l'organe commandé par le groupe Léonard décrit en référence aux fig. 1 et 3; sur cet organe est fixé un taquet réglable 31 qui peut venir actionner successivement les trois dispositifs de contact 32s, 324, 32s. Le dispositif de contact. 32s, actionné en premier lieu, commande le contacteur agissant sur le contact 28a de la fig. 8 (et correspond à la.
première préparation de tension, en Cs des fig. 4 et 5); le dispositif de contact. 324, actionné ensuite, commande le contacteur agissant sur le contact. 18a, de la fig. 8 (et correspond à. la deuxième préparation de ten sion, en C4 des fig. 4 et 5) ; enfin, le disposi tif de contact 32.,, actionné en dernier lieu, commande le contacteur agissant sur le con tact 29a (et correspond à la coupure de l'exci tation de la génératrice, en Cs des fig. 4 et 5).
Les valeurs des résistances Rg, 26 et 27 sont calculées de faon que: 1 Le contact 28a étant sur la borne a, on obtienne, par le jeu du curseur Cg allant d'un bout à l'autre des plots 5Rg, un courant d'excitation correspondant à ses valeurs maxima et minima (tensions correspondant à la plus petite vitesse et à la plus grande vi tesse), les résistances 27 et 26 en série étant alors en parallèle sur la partie de la résis tance réglable Rg non court-circuitée par le curseur Cg.
2 Le contact 28a étant sur la borne c, et le curseur<I>Cg</I> étant à l'extrémité de gauche des plots 5Rg, on obtienne, pour le courant d'excitation, la valeur que l'on s'est fixé pour le courant d'excitation à la première prépara tion de tension pour la plus grande vitesse (i'i sur la fig. 4), la résistance 27 étant. alors en parallèle sur la résistance 26.
A la phis petite vitesse (curseur Cg à l'extrémité de droite des plots 5Rg), le pas sage du contact inverseur 28a chi plot a au plot c est sans effet, puisque les deux résis tances Rg et 26 ont été choisies égales; c'est d'ailleurs ce que représente la fig. 4 pour l'in tensité i", correspondant à la vitesse minima.
On conçoit en tous cas que, par le choix des valeurs des trois résistances Rg, 26 et 27, on puisse ajuster à volonté les caractéristiques de préparation de tension, suivant les valeurs que l'on désire, pour la grande vitesse et pour les vitesses intermédiaires.
A titre d'exemple non limitatif, on peut indiquer que, pour obtenir en marche normale une intensité d'excitation i allant de 1 à 10 ampères sur un circuit de 25 ohms de résis tance extérieure au rhéostat et pour réaliser une préparation de tension, à la grande vi tesse, correspondant à i = 5 ampères, on pourra adopter les valeurs suivantes pour les résistances Rg et 26 : 440 ohms 27 :
25 ohms Dans ces conditions, on aura pour i normal = 10 A, première préparation à, i = 5 A pour<I>i</I> normal = 7 A, première préparation<I>à i =</I> 4,3 A pour i normal = 4 A, première préparation à i = 3 A pour i normal = 2 A, première préparation à i = 1,82 A pour i normal = 1 A, première préparation à i = 1 A Si, au lieu d'un équipement Léonard du type normal, on utilise un équipement com portant une variation de vitesse par le champ du moteur (comme représenté sur les fig. 1 à 3), pour pouvoir obtenir la même précision d'arrêt que celle à laquelle on a fait allusion dans ce qui précède,
on fera préeéder les deux préparations de tension ci-dessus indiquées d'une ou de deux préparations de champ sur le circuit d'excitation du moteur, dans les conditions précisées dans le brevet suisse N 262077.
Il est à noter toutefois ici qu'on réalise dans ce cas la ou les préparations de champ avant la ou les préparations de tension; on pourra d'ailleurs en général se contenter d'une seule préparation de champ consistant simplement à rétablir le plein champ du mo teur.
Dans le cas ainsi envisagé, on ajoute au dispositif électromécanique représenté sur la fig. 9 et avant les dispositifs à contacts 32s, 324 et 325, 11n ou deux dispositifs à contacts supplémentaires pour réaliser la ou les pré parations de champ du moteur en vue du freinage.
Il est d'ailleurs à noter en passant que le dispositif électromécanique représenté sur la fig. 9 pour la commande des divers contacts de préparation et de coupure (ou d'inversion) a été simplement indiqué à titre d'exemple et qu'il pourrait être remplacé par tout dispo sitif équivalent.
Sur la fig. 8, on a représenté l'application de l'invention à un groupe Léonard sans inversion du sens de marche. Il est évident qu'une installation analogue pourrait être appliquée à un groupe Léonard avec inver sion du sens de marche du moteur commandé. Dans ce cas, si l'on considère, par exemple, le dispositif électromécanique de la fig. 9, le dernier interrupteur 325, au lieu de com mander le contacteur de coupure de l'excita tion,
commanderait les contacteurs 16 et 17 d'inversion d11 courant dans l'enroulement 3y de la génératrice et de passage d'un jeu de curseurs à l'antre (fig. 3), pour agir dans mn sens ou dans l'autre.
Sur les fig. 10, 11 et 12, on a d'ailleurs représenté un .schéma complet des circuits d'excitation du moteur et de la génératrice du groupe Léonard et des circuits de contrôle des contacteurs utilisés dans ces circuits d'excita tion, ceci dans le cas général d'un groupe Léonard avec inversion de marche, utilisa tion d'un moteur à variation de vitesse par le champ et possibilité de réaliser automati quement deux ou plusieurs vitesses types sur un sens de marche déterminé.
Sur la fig. 10, les rhéostats sont représen tés d'une faon schématique et convention nelle. Ils sont en réalité disposés comme on l'a représenté sur la fig. 12 plus en détail. En résumé, pour obtenir le schéma exact, il suf fit de remplacer dans la fig. 10 la représen tation conventionnelle des rhéostats par celle de la fig. 12 en raccordant les bornes<I>d, e, f,</I> g, le, j, <I>la, L</I> aux bornes correspondantes de la fig. 12.
Ainsi qu'on le voit sur les fig. 10 et 12, le rhéostat Rg de la génératrice comporte deux curseurs<B>Cg</B> et<B>Cg</B> pour la marche avant et pour la marche arrière, curseurs qui se dépla cent (voir fig. 12 plus spécialement) l'un sur le segment continu 12g ainsi que sur les plots 5Rg et le segment continu 6Rg, l'autre sur des segments continus et des plots correspon dants, dans le but d'obtenir, ainsi qu'on l'a indiqué à propos de la fig. 3,
un fonctionne ment à couple constant pour les faibles vi tesses et à puissance constante pour les grandes vitesses, ces curseurs<I>Cg</I> et C'g étant, comme on l'a expliqué précédemment à pro pos de la fig. 3, mécaniquement solidaires avec les deux curseurs correspondants Cna et C'nz des rhéostats d'excitation Rm du moteur.
Dans l'installation représentée sur les fig. 10 et 12, on utilise, comme indiqué pré cédemment à propos de la fig. 8 relative à une installation sans inversion de marche, dans le circuit d'excitation de la génératrice, une résistance fixe 26 et une résistance fixe additionnelle 27, un double contact 28a-98b permettant, ainsi qu'on le voit sur la fig. 10, de faire passer la résistance additionnelle 2 7 de sa ,disposition en série avec la résistance 26 à lune disposition en parallèle avec cette résistance (dans la position représentée sur la fig. 10, la résistance additionnelle 27 est en parallèle avec la résistance 26).
En combinaison avec le circuit. d'excita tion de la génératrice qu'on vient de décrire, on utilise, pour le moteur, un circuit d'excita tion établi sensiblement suivant les données du brevet suisse N 262077; autrement dit, le rhéostat d'excitation dudit moteur comprend deux curseurs<I>Cm</I> et C'yn pour les deux sens de marche;
on voit, en outre, que pour ledit moteur on utilise, en vue du freinage, une seule préparation de champ, celle qui consiste à établir le plein champ maximum par fer meture du contact. 33(a qui shunte complète ment le rhéostat Rial. De plus, une résistance fixe 3-1 peut. être prévue (voir<B>fi-. 10</B> et 12) en parallèle avec le rhéostat Rm.
Sur le circuit des deux curseurs<I>Cg</I> et C',g sont placés les deux contacts 18a, et 181) actionnés par le contacteur de coupure des curseurs sur la génératrice. Enfin, à la fois sur les curseurs<B>Cg</B> et C'g du rhéostat de la génératrice et les curseurs Ci>z et C'm du rhéostat du moteur se trouvent les contacts 19a à 19d destinés à provoquer l'inversion des curseurs (laquelle peut. être indépendante de l'inversion du sens clé marche). Dans la position représentée sur le dessin, ce sont les curseurs Cin et<I>Cg</I> qui sont en service.
Enfin, sur le circuit d'excitation de la gé nératrice, on a prévu l'inverseur de marche 16a et 17a, suivant. que les fuies ou les autres de ces séries de contacts sont fermées, le mo teur commandé par le groupe tournera. dans un sens ou dans l'autre. L'inverseur comporte des contacts spéciaux à ouverture s'appuyant sur des bornes d'une résistance de décharge 35.
L'utilisation de préparations de tension conformément à ce qui a été indiqué précé demment et l'utilisation combinée clé prépa rations de champ et de tension conformé ment à ce qui vient d'être dit, rend possible, non seulement l'obtention d'arrêts précis et indépendants des vitesses utilisées, mais en core l'obtention de modifications de vitesses en des points précis et déterminés de la course de l'organe commandé pour réaliser toute succession désirée de vitesses en course de travail.
Par exemple, si la machine commandée par le groupe Léonard décrit. est une ma chine-outil, en particulier une raboteuse, on peut, grâce à l'installation décrite, réaliser ce qu'on a appelé, dans le brevet, suisse N 262077, le cycle Berthiez, c'est-à-dire un cycle dans lequel on peut utiliser, pendant la course de travail de l'organe commandé, trois vitesses différentes: une vitesse inférieure Vi ou vi tesse d'entrée et de sortie de l'outil, une vi tesse V 2 plus grande ou vitesse de coupe, et une vitesse Vs encore plus grande (égale par exemple à la vitesse de retour) ou vitesse entre coupes.
La succession désirée des vitesses est obte nue, comme dans le brevet précédent, au moyen de taquets et d'interrupteurs placés aux> points précis appropriés de la course de l'organe commandé, mais ici ces interrup teurs, au lieu d'agir simplement sur les con tacts de sélection des curseurs du rhéostat du moteur (ici les contacts 19c et 19(a) et sur le eotitaet 33a d'établissement de plein champ maxiniuni, agissent é-alement, dans les cir cuits d'excitation de la génératrice,
sur les c=ontacts de préparation de tension 28a-28b, sur les contacts de sélection des curseurs des rhéostats de la génératrice (ici les contacts 7.9b et 19d) et sur les contacts 18(a et 18b de coupure des curseurs du rhéostat de la. géné ratrice. Dans les circuits de contrôle, représentés sur la fig. 11,à titre d'exemple, et qui com mandent les différents contacts représentés, sur la fig. 10, dans les circuits d'excitation du moteur et de la génératrice, on a supposé.
irais cela n'est qu'un exemple non limitatif, que le groupe Léonard était appliqué â, une machine-outil destinée à appliquer le cycle Berthiez en. question, c'est-à-dire un cycle dans lequel, au cours du travail, on utilise, pour un même sens de marche, trois vitesses possibles V i, 1'2, Vs. Bien entendu, le schéma clés circuits de contrôle pourrait être modifié en conséquence par tout technicien s'il voulait envisager une application différente de celle donnée à titre d'exemple ici.
Les circuits de contrôle montrés sur la fi-. 11 comportent toute une série de contac teurs qui vont être décrits en détail dans ce qui va suivre et qui sont alimentés par le cir cuit de l'excitatrice au moyen, par exemple, des fils 36 et 37 venant des bornes de l'exci tatrice ou par toute autre source extérieure.
ainsi qu'on le voit sur cette fig. 11, on trouve d'abord le contacteur 16 qui agit sur les contacts 16a, de l'inverseur de marche (voir fi-. 10). On trouve ensuite le contacteur 17 qui agit sur les contacts 17a de l'inverseur de marche (voir fig. 10). Les inverseurs d'exci tation 16 et 17 sont excités d'une faon inverse comme on le verra plus loin, l'inver seur 16 étant par exemple excité pendant la course de coupe ou de travail et l'inverseur 17 étant excité pendant la course de retour.
On trouve ensuite le relais 38 de marche automatique, puis le contacteur 39 d'induit agissant sur le contact 39a, de la fig. 10, avec pôle de freinage à ouverture, et permettant de mettre en circuit une résistance de frei nage 40 (un autre système pourrait d'ail leurs être utilisé éventuellement).
On trouve ensuite le contacteur 19 de sé lection des curseurs agissant sur les contacts 19a-19d de la fig. 10. Ce contacteur est, par exemple, excité pendant la course de re tour et ne l'est pas pendant la course de coupe (ou inversement).
On trouve ensuite le contacteur 28 de pre mière préparation de tension sur la généra trice, contacteur qui agit sur les contacts 28c-28b de la fig. 10 et qui est, par exemple, excité en marche normale.
On trouve ensuite le contacteur 33 qui est. le contacteur de préparation de champ sur le moteur et qui agit sur le contact 33a de la. fig. 10, ce contacteur étant excité, par exemple, en marche normale.
Enfin, on trouve dans ces circuits de con trôle, le contacteur 18 de coupure des cur seurs du rhéostat de la génératrice (contac teur agissant sur les contacts 18a-18b de la fig. 10 et excité, par exemple, en marche nor male).
Sur le circuit de l'inverseur d'excitation 16 se trouve un contact 17d actionné par l'a-Litre inverseur d'excitation 17, de telle façon que ce contact 17d s'ouvre lorsque l'inverseur 17 est excité ou enclenché.
De même, sur le circuit de l'inverseur 17 se trouve un contact 16d soumis à l'action -,de l'inverseur 16 et agissant dans les mêmes conditions. Sur le circuit de l'inverseur 16 se trouve également un contact électromécanique 40c4 manoeuvré par i-ui inverseur de table, contact qui est fermé pendant la marche dans un sens (pendant la course de coupe par exemple) et ouvert pendant la marche dans l'autre sens (course en retour).
C'est ce con tact qui commande en quelque sorte l'excita tion de l'inverseur 16 et, par conséquent, la. fermeture des contacts 16a. De même, l'inver seur de table .commande le contact<I>40r4</I> placé sur le circuit de l'inverseur d'excitation 17 et qui occupe la. position inverse de celle du con tact 40c4 (fermé pendant la course de travail, tandis que 40r4 est fermé pendant la course de retour).
Sur les circuits des deux inverseurs 16 et 17 se trouvent encore le contact 39b soumis à l'action du contacteur d'induit 39, ainsi que le contact 38a soumis à l'action du relais de marche automatique 38.
Ce relais de marche automatique 38 est excité lorsqu'on ferme le bouton 41 de marche automatique comme on le voit sur le dessin. En outre, sur le circuit de ce relais de marche automatique 38 est placé, par mesure de sé curité, un contact de relais à maximum 42.
En dehors de cette marche automatique, on peut réaliser une marche à la main au moyen du bouton 41' et des deux boutons de coupe et de retour 43 et 44 qui permettent de commander, par exemple, à la main l'exci tation à volonté de l'un des deux inverseurs d'excitation 16 et 17.
Les deux boutons 41 et 41' constituent en semble un inverseur commandant la mise en fonctionnement ou l'arrêt. de la marche auto matique; l'un est fermé quand l'autre est ouvert. .
Le contacteur d'induit 39 comporte sur son circuit un contact 38e à action retardée agissant en cas de marche automatique, et deux contacts 16e et 17e agissant en cas de marche à la main par l'intermédiaire du bou ton 41' autorisant la marche à la main.
Dans le circuit du contacteur 1.9 de sélec tion des curseurs sont placés en parallèle deux contacts 45e et 45e qui sont prévus sur la table de la machine-outil (exemple envisagé ici) pour la réalisation de ce qu'on a appelé le cycle Berthiez, qu'il est inutile de décrire de nouveau ici puisqu'il l'a. été dans le brevet suisse N 262077 et, relatif aux moteurs à va riation de vitesse par le champ. En série avec les deux contacts 45e et 45c se trouve un contact 16(l actionné par l'inverseur d'excita tion 16; en outre, en série avec le contact. 45e se trouve un contact de maintien 19e actionné par le contacteur 19.
En parallèle avec ces trois contacts 19e, 16d et 45e, et en parallèle également avec le contact. 45c, se trouve Lin contact 17(l actionné par le second inverseur d'excitation 17: on voit que, clé cette faqon, les deux contacts 45e et 45e sont sans action dans le sens retour (celui où le contact 17d est fermé).
Sur le circuit du contacteur 19 se trouve enfin un contact 38d soumis à l'action du re lais 38 de marche automatique.
Sur les circuits des contacteurs 28, 33 et 18 (contacteur de première préparation de tension, contacteur de préparation de champ sur le moteur, contacteur de coupure des cur seurs) se trouve respectivement une double série de contacts 40c2-401-2, 40ei-40ri, 40C3-40ri fonctionnant les uns dans un sens (course de coupe, ce sont les contacts 40ci, 40c2, 40c3) et les autres dans l'autre sens (course de retour, ce sont les contacts 401-i, 40r2, 40r3)
. Ces contacts 40ci, 40c2, 40c3 et 401-i, 40r2, 40r3 sont actionnés par des taquets portés par l'organe commandé (par exemple la table de la. machine-outil) dans un ordre déterminé.
Les contacts 40ci, 40c2, 40c3, d'une part, et les contacts 401-i, 40r2, 401-a, d'autre part, sont fermés en marche normale; chaque con tact de chaque série est. disposé en parallèle par rapport au contact correspondant (même indice) clé l'autre série. Les contacts de la série c s'ouvrent dans l'ordre des indices à la fin de la course coupe et se referment auto matiquement lorsque leurs taquets ont cessé d'agir sur eux après inversion du sens de marche. Il en est de même pour les contacts de la série r, mais à la fin de la course retour.
En série avec chaque contact de la. série c se trouve un contact 16g, et en série avec chaque contact de la série r se trouve un con- tact 17g, le rôle de ces contacts 16g et 17g étant de ne permettre l'alimentation. du con tacteur (28, 33 ou 18) que par la série de contacts correspondant. au sens de marche utilisé (par exemple pour la course coupe, le contact 16g ne permet l'alimentation des con tacteurs en question que par la série c de contacts 40).
Sur ces mêmes circuits des contacteurs 28, 33 et 18 se trouvent placés respectivement clés contacts 45a, 45d et 45b qui sont analo- pues aux contacts 40c2, 40ci et 40c3, mais agissent. en cours clé course (cycle Berthiez) et non plus en fin de course.
Tous les contacts 45 portant les indices ca, <I>b, c, d,</I> e sont des contacts qui sont prévus pour la réalisation du cycle Berthiez dont il a, été parlé ci-dessus. A cet effet, on utilise une came qu'on peut appeler coupe, ralen tissement, retour et qui attaque successive ment les contacts 45a, 45b, 45e de façon à réaliser successivement les vitesses y , (vitesse de coupe), puis la vitesse 1'i plus faible (vi tesse de sortie clé l'outil) et, la vitesse Z'.;
maxima (ou vitesse égale à la vitesse clé re tour et utilisée pour le déplacement entre les périodes de coupe dans -Lui même sens).
Une came qu'on peut appeler retour, ra lentissement, coupe attaque successivement les contacts 45d, 45a, 45b et 45e, ceci après l'action de la came précédente, pour obtenir successivement les vitesses Z'3 (égale à. la vi tesse de retour), T'i (ou vitesse d'entrée de l'outil) et. j'2 (ou vitesse de coupe, corres pondant à une nouvelle coupe d'une partie de pièce suivante).
Comme on l'a indiqué, grâce à la présence des contacts 17d et 17g, ces deux cames sont sans action dans le sens retour.
On remarque, sur le schéma de la fig. 11, que les circuits des trois contacteurs 28, 33 et 18 comportent également un contact 38e soumis à l'action du relais de marche auto matique, deux contacts<B>16f</B> et<B>17f</B> soumis res pectivement aux deux inverseurs d'excitation 16 et 17, et enfin un contact 46a d'un relais clé freinage à contre-courant non représenté, ce contact se fermant sur la borne du haut dans la rotation sens coupe et se fermant sur la borne du bas dans la rotation. sens retour; de cette façon, les trois contacteurs 28, 33 et 18 ne peuvent s'exciter qu'après que le sens de rotation du moteur a été établi dans le sens désiré.
Enfin, dans le circuit du contacteur 33 de préparation de champ sur le moteur se trouve im contact 28a soumis à l'action du contac teur 28 et un contact 18a soumis à l'action du contacteur 18.
De cette façon, la réduc tion de champ éventuelle sur le moteur par le contacteur 33 actionnant le contact 33a ne peut avoir lieu qu'après enclenchement ou excitation du relais 28 de préparation de ten sion et du relais 18 de coupure des curseurs; c'est-à-dire qu'on ne peut réduire le champ du moteur qu'après début de l'augmentation de la tension. De cette façon, on obtient un renversement très doux et sans appel de puis sance important.
Sur la fig. 13, enfin, on a représenté les circuits d'excitation de la génératrice et du moteur d'un groupe Léonard dans lequel se trouve combiné le dispositif représenté sur la fig. 1 (dispositif de commande unique des deux rhéostats de l'excitation du moteur et de la génératrice suivant les caractéristiques de couple et de puissance déterminées: ici, fonc tionnement à couple constant à petite vitesse, puis à puissance constante à grande vitesse) avec le dispositif de mise en vitesse accélérée qui a fait l'objet du brevet suisse N 263117.
Dans cet exemple de combinaison des disposi- tifs en question, on a pris simplement le cas d'un groupe Léonard sans inversion de mar che. Il est évident qu'une telle combinaison est applicable également à un groupe Léonard avec inversion de marche, tel par exemple que celui représenté sur les fig. 10, 11 et 12.
Dans ce dispositif de la fig. 13, on utilise dans le circuit de l'enroulement d'excitation 3m du moteur comprenant le rhéostat Rm., avec ses parties à résistance constante et à ré sistance variable, telles que décrites précédem ment et, conformément au brevet N 263117, une résistance 47 en série avec la résistance Rm et une résistance 48 qui peut venir se placer en parallèle avec la résistance Rna, ainsi que deux contacts 49a et 49b dits de surréglage et permettant de mettre en circuit ou d'annihiler l'action des deux résistances 47 et 48.
Sur le circuit de l'enroulement d'excita tion 3g de la génératrice, circuit comprenant le rhéostat Rg sur les plots duquel se déplace le curseur Cgm commun également au rhéostat. Rm, on dispose, conformément à, l'invention, un système analogue comprenant une résis tance 50 qui est susceptible de venir en pa rallèle avec la partie variable de la résistance Rg et comprenant également une résistance fixe 51 disposée en série avec le rhéostat Rg, des contacts 49c et 49d de surréglage étant.
prévus pour mettre en circuit ou pour annihi ler les deux résistances 50 et 51. Les contacts 49c et 49d ont une action inverse de celle des contacts 49a et 49b, c'est-à-dire que les uns sont ouverts quand les autres sont fermés. A cet effet, les contacts 49a et 49c, d'une part, 49b et 49d, d'autre part, sont conjugués et soumis à l'action d'un contacteur semblable non représenté sur le dessin, mais qui peut être placé dans les circuits de contrôle, de la même façon que les autres contacteurs re présentés sur la fig. 11.
En service. normal, les contacts de surréglage 49e et 49d corres pondant à la génératrice sont ouverts, tandis que les contacts 49a et 49b correspondant au moteur sont fermés. Pendant la montée en vitesse et jusqu'à l'obtention de la vitesse dé sirée, les contacts de surréglage précités sont maintenus en position inverse de celle qu'ils doivent conserver en service normal. Autre ment dit, les contacts 49e et 49d sont main tenus fermés, tandis que les contacts 49a et 49b sont maintenus ouverts.
Il est inutile de répéter ici les raisons pour lesquelles on peut obtenir, grâce à cette disposition, une montée en vitesse rapide puis qu'il suffira pour cela de se reporter au bre vet suisse N 263117. Toutefois, dans l'instal lation décrite ci-dessus, ledit dispositif de sur- réglage est combiné et agit simultanément sur la génératrice du groupe Léonard et sur le moteur à variation de vitesse par le champ,
et (le plus ce dispositif de surréglage est com biné avec des rhéostats à commande com mune conjugués l'un à l'autre de faon à obtenir tout régime de mise en marche désiré (par exemple démarrage à petite vitesse avec couple constant, puis fonctionnement à puis sance constante à grande vitesse).
1,e moteur commandé par le groupe Léonard qui a été décrit ci-dessus peut en outre comporter, s'agissant d'un moteur à va riation de vitesse par le champ, tous les per fectionnements qui ont. été décrits pour ce genre de moteur dans le brevet suisse N 262077.
Finalement, on obtient. avec un groupe Léonard permettant de grandes variations (le vitesse et une grande souplesse dans le fonc tionnement, toutes les séries d'avantages qu'il était possible d'obtenir avec une commande réalisée simplement au moyen d'un moteur à variation de vitesse par le champ tels qu'ils ont été énumérés dans le brevet suisse N 262077, avec, en plus, une grande simpli cité de manoeuvre, du fait qu'on utilise pour la commande des deux rhéostats d'excitation du moteur et de la génératrice un seul et même organe de commande, tout en conser vant, grâce à la conjugaison<B>de</B> ces deux rhéostats,
la possibilité d'obtenir tout régime de fonctionnement désiré.
La commande par groupe Léonard telle qu'elle a été décrite ci-dessus permet, en par ticulier, d'obtenir les effets suivants: a) rapidité du freinage; b) indépendance (le la course de l'organe mobile de la machine commandée, par rapport aux vitesses utilisées; c) précision des arrêts; d) adjonction, sur ledit organe com mandé, d'un indicateur de course permettant. de régler celle-ci à. l'avance, en grandeur et en position, par rapport à un point fixe (par exemple par rapport à lin outil, si la machine commandée est une machine-outil), quelles que soient les conditions de fonctionnement utilisées.
Le procédé de commande par groupe Léo nard quia été décrit dans ce qui précède peut être appliqué, comme il a déjà été dit, à la commande de machines-outils, telles que raboteuses. Il est. toutefois entendu que ce procédé peut être appliqué non seulement à la commande de telles machines, mais égale ment à celle de tous autres appareils ou ma chines, spécialement aux machines et appa reils à mouvements alternatifs tels que lami noirs, machines d'extraction, ascenseurs, grues, machines d'imprimerie, machines à papier, machines textiles, etc.
Method of controlling a machine by a group of the Leonardo type and installation for the implementation of said method. The present invention relates to a method of controlling a machine by means of a Leonardo type unit arranged so that the variations in engine speed can be achieved by acting at least separately on the voltage which is applied to it. applied by the generator of the group and on the field of said motor.
This process is charac terized by the fact that, in order to slow down the motor, the resistance of the generator excitation circuit is suddenly increased in order to make said motor work, for a determined number of revolutions, on an intermediate speed characteristic between the operating speed and the minimum speed, this intermediate speed being lower the lower the operating speed is itself.
The subject of the invention is also an installation for implementing the aforementioned control method, this installation being distinguished from known installations in that the excitation circuit of the generator comprises a variable resistor constituting the excitation rheostat. generator, a first fixed resistor having substantially the same value as the total resistance of the excitation rheostat and a second fixed resistor, a switch being provided to connect this second fixed resistor in series, respectively with the first fixed resistor and with the variable resistor,
the set of two resistors thus connected in series being connected in parallel with respect to the remaining resistance.
The accompanying drawing shows, schematically and by way of example only, different embodiments of an installation for carrying out the process.
The fie. 1 shows the diagram. electric principle of a Leonardo group without reversal.
The fie. 2 is a schematic diagram similar to that of the fie. 1, but relating to an alternative embodiment.
The fie. 3 is a diagram similar to the wire. 1, but Lin little more detailed, and relate so much. to a Leonardo group with reversal of the direction of travel.
The fie. 4 is an operation diagram, showing. the variations of the excitation of the generator of the Léonard group as a function of the stroke of the controlled member at the time of braking.
Fig. 5 is a corresponding diagram, but relating to the variations in engine speed as a function of the stroke of the controlled member.
The fies. 6 and i are diagrams corresponding to those of fie. 4 and 5, but obtained with the aid of an installation which does not include a special stop device. Fig. 8 is a partial diagram giving the detail of the excitation circuit of the generator of an installation provided with a special stop device.
Fig. 9 shows, in a very diagrammatic manner, the electromechanical device used to control the stop device of FIG. 8.
Fig. 10 is a diagram showing the electrical connections between the excitation circuits of the motor and the generator of the Leonardo group, with reversal of the direction of travel.
Fig. 11 is a diagram of the Leonardo group control circuits shown, in part, in FIGS. 3 and 10.
Fig. 12 is a diagram of the electrical connections of the excitation rheostats of the engine and of the generator of the Léonard group, with reversal of the direction of travel.
Fig. 13, finally, is a diagram showing the combination of the diagram of fig. 1 with circuit elements intended to achieve a rapid increase in speed.
As seen in fig. 1, the Léonard group includes, as usual, an <I> I11 </I> motor powered by a generator C which is itself driven by an 11th three-phase electric motor. In a variant of the installation, this <I> Ille </I> three-phase motor could be replaced by any other type of motor. The excitation circuits of motor III and of generator G are themselves supplied by an exciter E mounted on the same shaft q-ae the drive motor 31st and the generator G.
In a classic Leonardo group, the motor 11 is generally constituted by a simple direct current motor. On the other hand, in the installation which is the subject of the invention, the Léonard group used is a special Léonard group in which the working motor is a direct current motor with variable speed by the field, that is to say a group in which the speed variations of said motor are effected by acting at least separately on the voltage which is applied to it by the generator of the group and the field of said motor.
The motor controlled by the Leonardo group in question can be either a motor with only one direction of travel (case of fig. 1 and 2 for example), or a motor with reversal of the direction of travel (case of fig. 3 and 10 to 12).
In all cases, the Léonard group carries, as can be seen in particular in FIGS. 1 and 2, a single control member of the excitation rheostat Rcg of the generator G and of the excitation rheostat Rit of the motor JI. These rheostats are combined with one another so as to achieve, by the. operation of this common control member, a very wide range of speeds and any desired succession of torque and operating characteristics.
With regard to the range of speeds, if we combine, for example, a voltage variation ranging from 1 to 10 (by variation of the excitation of the generator) with a motor field variation ranging from 1 to 3, we finally obtains a range of speeds going from 1 to 30 for the motor 11. Moreover, by the choice of the number of intermediate pads of each of the two excitation rheostats Rg and Rm, one can achieve such a progressive variation of speeds and a adjustment as fine as desired.
By examining fig. 1 which relates to. a Leonardo group without reversal of the direction of travel, we see that the two excitation rheostats Rg and Rtn of the. generator G and motor IYI have a common cursor Cgnt supplied by a common wire 1 coming from a pole of the exciter E, the other pole of which is connected by a wire 2 to one of the terminals of the excitation windings of the generator G and of the motor <I> Dl, </I> is respectively of the rolling 3cg and of the winding 3nt.
The two excitation rheostats Rg and Rtn are combined so as to achieve some desired operating characteristic. In the particular case shown in FIG. 1, these rheostats are combined and provided so as to obtain constant torque operation in the lower part of the speed range and constant power operation in the upper part of this speed range.
To this end, the common cursor Cgni first moves on a continuous segment 4Rni - made of a material having a very small specific resistance - of the rheostat Rm, while it moves from one pad 5Rg to another of the rheostat Rg, then of a stud.
7fn to the other of the rheostat Rm at the same time as it moves on the continuous segment 6Rg - made of a material having a very small specific resistance - of the rheostat Rg. The continuous segments 6Rg and 4Rm of the two rheostats are connected respectively by wires 8 and 9 to the second terminals of the excitation windings <B> 39 </B> and 3m of the generator and the motor.
Thanks to this arrangement, when the cursor Cgm, moves along the continuous segment 4Rm, of the rheostat. Rni, the excitation of the motor 31 remains constant, the total resistance of this segment being negligible.
It follows that the motor operates at constant torque; the speed variation being, produced by variation of the voltage supplied to the motor by the generator G, variation caused by the displacement of the cursor Cgm. from one pad 5Rg <I> to </I> the other of the excitation rheostat Rg. When said cursor Cgm, continuing to be moved to the right of the drawing, simultaneously arrives on the continuous segment 6Rg of the rheostat Rg and on the pads 7Rm of the rheostat Rm,
the motor M operates at constant power since the excitation of the generator G is kept constant, the total resistance of the segment 6Rg being negligible; the speed variation is then obtained solely by the variation of the field of said motor.
It should be noted incidentally, moreover, that the rheostat Rni is bypassed on start-up by the closing of a contact 10 which is open after start-up; this contact 10 is closed immediately before a contact 11 placed in the excitation circuit of the generator G.
The interest. of the combined arrangement of the two rheostats Rg and Rm as shown in FIG. 1 lies in the fact that the starting torque of the motor then corresponds to the maximum torque thereof. Under these conditions, the motor is sized according to the desired maximum torque, while its maximum power is limited to. that of operation at constant power.
It is quite obvious, however, that in variant embodiments of the installation described, it is possible to achieve, by maneuvering the control unit common to the excitation rheostats of the motor and the generator and a combination of these rheostats studied for the desired operating conditions, all desired characteristics of torque and power other than that which has. been indicated above (constant torque, in the lower part key the speed range, constant power in the upper part).
Thus, for example, in an alternative embodiment such as that of FIG. 2, one obtains: a) an operating zone at constant torque corresponding to the part of the displacement of the control member for which the cursor Cgm slides along the continuous segment 4Rni of the excitation rheostat Rm of the motor and of a plastic cone. 5Rg to the other of the rheostat. Rg;
b) an operating zone. with simultaneously variable torque and power corresponding to the part of the displacement of the control organ for which the cursor Cgrn passes from one pad 5Rg to the other of the rheostat.
Rg and from one pad Mit to another of the rheostat R-m: c) an operating zone at, then corresponding constant output. to the part of the displacement of the control unit for which the cursor Cgni. slides on the continuous segment 6Rg of the excitation rheostat Rg of the generator and. simultaneously passes from one pad 7R 2 to the other of the rheostat Rin.
In fig. 3, there is shown schematically. an installation comprising a Léonard group with reversal of the direction of motor operation and independent speed adjustment for each direction. In this case, it is necessary to provide two groups of rheostats sliders, one for forward travel, the other for reverse. The sliders of each of the two rheostats can be electrically distinct, but must be mechanically integral.
This is how the forward cursor <I> Cg </I> for the rheostat Rg (cursor which moves on the pads 5Rg, then on the continuous segment 6Rg, as in the case of fig. 1, the current being brought from the exciter by the segment 12g and the wire <B> 13) </B> is integral with the forward slider <I> Cm </I> for the rheostat Rm (cursor which moves on the continuous segment 4Rm, then on the pads 7Rm, as in the case of fig. 1,
the current being brought from the exciter by segment 14m and wire 15, and moves in synchronicity with the cursor <I> Cg). </I> It should also be noted that in a variant of during installation, the simultaneous angular displacements of the two cursors <I> Cg </I> and <I> Cm </I> could obviously be replaced by simultaneous translational displacements on the corresponding plots and segments.
The group of sliders C "g and C'm for reverse gear is arranged in an absolutely analogous fashion to that of the slider group <I> Cg </I> and <I> Cm. </I> In this last case, the generator excitation circuits include contacts 7.6a and 17a of a direction reverser. Contacts 18a --- 18b are also provided, controlled by a slider cut-off contactor <I> Cg </I> and <B> <I> Cg </I> </B> of the generator excitation rheostats in forward and reverse.
Likewise, contacts 16b and 16c, 17b and <B> 17th </B> are provided, controlled by the travel direction reversal switches to switch from forward to reverse and vice versa (the speed in the two directions of operation being determined by the position of the two cursors of each group along the corresponding rheostats).
For example, in the position shown, the winding 3m of the motor 11I is excited by the following circuit: terminal of the exciter E, wire 20, contact 17c, wire 21, common segment 14'm; reverse gear cursor C'm, 7'Rm stud of the Rut rheostat, wire 22, plug 23 of the Rm rheostat, part of this rheostat, wire 24, 3m excitation winding of the motor, wire 25 and return to the other terminal of the exciter.
Similar circuits are established for the excitation winding 3g of the generator G, but also pass through the reversal contacts 16ca or 17a.
It would also be possible, when, as in the particular case considered above, the installation comprises the Léonard group with two directions of travel with, in each direction, a single speed for each position of the sliders, provide a common point between the motor and generator sliders, either Cm and Cg or C'm and <B> <I> Cg, </I> </B> after inversion on the corresponding rheostats, which would make it possible to remove the contacts < B> 16th </B> and <B> 17th </B> (or 16b and 7.7b).
In fig. 8, there is shown, very briefly, a device used to improve the braking of the motor 111 supplied by the Leonardo group and to obtain high precision in stopping. In this figure, only the part of the excitation circuits relating to the generator has been shown, it being understood that a device aiming at the same goal (device such as, for example, that which was described in the Swiss patent <B > NI> 262077) </B> can be used for the i1'1 motor with field speed variation, as will moreover be described in more detail below.
The stop control, provided in this variant, is intended to ensure the rapidity of braking, the precision of the stops and the independence of the travel of the movable member of the controlled machine (called the controlled member). compared to the speeds used.
The stop command provided here consists of first of all bringing the speed of the motor, whatever it may be, to a determined speed, close to the lowest speed achievable with the Leonardo group considered, at the moment when produces the cutting of the excitation of the generator and the braking of the armature (or the inversion of this excitation in the case of a reversal).
To this end, before braking (or inversion) is carried out what will be called a tension preparation, in other words, we establish, in one or two stages (depending on the size of the tension variation employed), the minimum excitation on the generator, which brings the motor supply voltage back to the minimum voltage intended for operation.
If the voltage preparation takes place in two stages (eg, in the case where the voltage variation is more than two, which is usually the case), the first stage is carried out next. a characteristic which is a function of the speed set in normal operation and which is intermediate between the normal voltage and the minimum voltage of the generator; in this way, the higher this speed, the lower the voltage corresponding to this preparation (and therefore corresponds to a low speed). The second stage of voltage preparation consists of establishing the field corresponding to the voltage and the minimum speed.
To make it easier to understand the stop command used, the figures have shown. 4 and 5 (the graphs which indicate the excitation intensity of the generator and the speed according to the stroke of the controlled organ.
The first tension preparation is done in ('s and the second in C4; the pure neck is done in C5 and the stop in Cs. On each of these graphs, we have shown three examples of speed: for example a speed Vi of 1050 revolutions / minute (corresponding to an excitation ii of the generator), a speed V2 of 420 revolutions (corresponding to. an excitation i2) and a speed 1 "" of 100 revolutions (corresponding to an excitation i " ,) that we will suppose to be the minimum achievable speed with the Leonardo group considered.
If we consider the speed Vi, we see that the first voltage preparation consists in reducing the speed to an intermediate speed V'1 (corresponding to the excitation i'1 (fig. 4); this speed is a function of the speed in normal operation (if we consider the lower speed V2 corresponding to the excitation i2, we see in fact that the intermediate speed is. 1 "2 corresponding to the excitation i'2 less than i'i) .
but before this speed V'i has been reached, the second voltage preparation is carried out in C'4 which brings the intermediate speed (corresponding to <I> il) </I> to the minimum speed V " , (corresponding to the excitation mi nima i ",).
If we start from the speed V2 (corresponding to the excitation i2 in normal operation), the first voltage preparation brings the intermediate speed back to V'2 (corresponding to i'2) and, in C4, the second preparation ra leads this speed 1 "'. = to the minimum speed It can be seen that, in all cases, when the excitation of the -enerator is cut off (or the inversion), it is that is to say in C \;
, the speed is always reduced to approximately the same value, equal to the minimum speed -V ", achievable with the Leonardo group considered. Consequently, stopping will always be at the same point Ca, whatever the normal speed. from which we started.
To better show the interest. of the command which has just been described, we have. re presented, in fig. 6 and 7, graphs similar to the previous ones, but in the case where the usual braking and stopping process would be used. We see, on these graphs, that by cutting the excitation (or by reversing it) at a fixed point C5 of the stroke of the controlled member, the stroke of said. organ will end in C7, Cs or <B> Cg </B> next. the speed used Vi, V2 or V. (corresponding.
at the three excitation intensities ii, i2 and i.), speeds that have been chosen to be the same as those in the graphs (fig. 4 and 5. In other words, in the case (one normal brake control and (when stopping., the stroke of the controlled component depends on the speed used in normal operation, instead of ending uniformly and always at C "(see fig. 4 and 5).
To obtain a determined stroke, it is therefore necessary, with the usual method, to adjust the cut-off point C: ,, by trial and error, moreover, for each speed, which constitutes a serious drawback, avoided thanks to the control described. above.
We could. also, in a variant of the installation, carry out the voltage preparation in one step instead of two. However, it is preferable to adopt the latter solution to avoid, when using medium speeds, a more or less brutal slowing down, regrettable during the preparation run. The two-stage preparation allows a more gradual slowing down.
The described control method has yet another advantage. It is known that in known installations, the value of the inertias brought into play at high speed often leads to limiting the speed of lowering the voltage in view of braking; it follows that the braking at medium and low speeds is less rapid than it could be.
With the control method described, the three-stage distribution of the voltage variation (two preparation stages in C-. And C4 and a kick-Read or inversion stage in C5) achieves less brutal braking at high speeds. than that which would be obtained with the known methods, while at medium and low speeds the braking is comparable to what it usually is. This feature makes it possible to maintain all the desirable braking speed for these speeds.
It should be noted that, during the slowing period corresponding to the preparation of voltage for braking, the variation in voltage does not dispense with maintaining a usable motor torque, which makes it possible to integrate the stroke of the controlled component. corresponding to the preparation for the useful race thereof.
The control of stopping by the above described voltage preparation for braking in a Leonardo group is, in a certain sense, similar to the field preparation method described in connection with variable speed motors. speed by the field, in Swiss patent N 262077, with this major difference, however, that the variations of the excitation current are the opposite.
This leads moreover to use, poiu the implementation of the process described above, an electrical device quite different from that which has been described in said patent for speed-variation motors by field.
In fact, in the latter case, the field preparation, obtained by partial short-circuiting of an excitation rheostat, was ineffective at speeds lower than that corresponding to the value of the preparation field, while if one wanted to carry out the tension preparation by imposing the excitation corresponding to the preparation tension, one would indeed carry out the desired preparation for the values of the speed higher than that corresponding to the preparation tension, but, during the 'use of speeds lower than this, it would obligatorily be imposed on the preparation to adopt the preparation characteristic, which would lead, in this case, to an increase in the operating speed,
which would not mess to be admitted.
To implement the process which has been described above for a Léonard group, the installation shown in FIGS. 8 and 9.
From the examination of fig. 8, it emerges that the excitation circuit of the generator G (of a Leonardo group which is supposed to be without reversal of direction of operation) comprises a special excitation rheostat formed from the normal variable resistance of the rheostat Rg (going from point a to point b), with its pads 5Rg and its cursor Cg, and a fixed resistance 26 (going from point b to point c), with an additional fixed resistance 27, the two resistors Rg and 26 being of equal value. In addition, the contact 28a of an inverter can be applied either to terminal a or to terminal c.
Finally, on the cursor circuit Cg is placed the contact 18a of the pure neck switch of the cursor.
In normal operation, the changeover contact 28a is located on the terminal <I> a. </I> When the voltage is first prepared, the changeover contact 28a. is brought s-Lu la. terminal c and, at the second voltage preparation, contact 18a. opens (rheostat cursor cut-off). For stopping, the excitation is cut due to the opening of the contact 29a.
The control of the contactors which act. on contacts 28a, 18a. and 29a. is done by means of a device of tabs and switches analogous to that which has been described in Swiss patent N 262077. It has been shown on the fi. 9 the electromechanical device used for this purpose.
In this figure, 30 re shows the member controlled by the Leonardo group described with reference to FIGS. 1 and 3; on this member is fixed an adjustable cleat 31 which can successively actuate the three contact devices 32s, 324, 32s. The contact device. 32s, activated first, controls the contactor acting on the contact 28a of FIG. 8 (and corresponds to.
first tension preparation, in Cs of fig. 4 and 5); the contact device. 324, then actuated, controls the contactor acting on the contact. 18a, of FIG. 8 (and corresponds to the second voltage preparation, at C4 of Figs. 4 and 5); finally, the contact device 32. ,, actuated last, controls the contactor acting on the contact 29a (and corresponds to the cut-off of the generator excitation, at Cs of FIGS. 4 and 5).
The values of resistors Rg, 26 and 27 are calculated so that: 1 The contact 28a being on terminal a, we obtain, by the play of the cursor Cg going from one end to the other of the pads 5Rg, a current d 'excitation corresponding to its maximum and minimum values (voltages corresponding to the lowest speed and the highest speed), the resistors 27 and 26 in series then being in parallel on the part of the adjustable resistor Rg which is not short-circuited with the cursor Cg.
2 Contact 28a being on terminal c, and cursor <I> Cg </I> being at the left end of pads 5Rg, one obtains, for the excitation current, the value that one s' is fixed for the excitation current at the first voltage preparation for the highest speed (i'i in fig. 4), resistor 27 being. then in parallel on resistor 26.
At low speed phis (cursor Cg at the right end of the pads 5Rg), the wise pitch of the changeover contact 28a chi pad a to pad c has no effect, since the two resistors Rg and 26 have been chosen to be equal; this is moreover what FIG. 4 for intensity i ", corresponding to the minimum speed.
In any case, it can be understood that, by choosing the values of the three resistors Rg, 26 and 27, the voltage preparation characteristics can be adjusted at will, according to the values desired, for high speed and for speeds intermediaries.
By way of nonlimiting example, it may be indicated that, in order to obtain, in normal operation, an excitation intensity i ranging from 1 to 10 amps on a circuit of 25 ohms of resistance external to the rheostat and to carry out a voltage preparation, at high speed, corresponding to i = 5 amps, the following values can be adopted for resistors Rg and 26: 440 ohms 27:
25 ohms Under these conditions, we will have for i normal = 10 A, first preparation at, i = 5 A for <I> i </I> normal = 7 A, first preparation <I> at i = </I> 4 , 3 A for i normal = 4 A, first preparation at i = 3 A for i normal = 2 A, first preparation at i = 1.82 A for i normal = 1 A, first preparation at i = 1 A Si, at Instead of Leonardo equipment of the normal type, use is made of equipment comprising a speed variation by the motor field (as shown in fig. 1 to 3), in order to be able to obtain the same stopping precision as that at which alluded to in the above,
the two voltage preparations indicated above will be made prior to one or two field preparations on the motor excitation circuit, under the conditions specified in Swiss patent N 262077.
However, it should be noted here that in this case the field preparation (s) is (are) carried out before the voltage preparation (s); moreover, we can generally be satisfied with a single field preparation consisting simply in re-establishing the full field of the motor.
In the case thus envisaged, the electromechanical device shown in FIG. 9 and before the contact devices 32s, 324 and 325, 11n or two additional contact devices for making the motor field preparation (s) for braking.
It should also be noted in passing that the electromechanical device shown in FIG. 9 for controlling the various preparation and cut-off (or reversing) contacts was simply given by way of example and could be replaced by any equivalent device.
In fig. 8 shows the application of the invention to a Leonardo group without reversing the direction of travel. It is obvious that a similar installation could be applied to a Leonardo group with reversal of the direction of operation of the controlled motor. In this case, if we consider, for example, the electromechanical device of FIG. 9, the last switch 325, instead of controlling the excitation cut-off contactor,
would control the contactors 16 and 17 for reversing the current in the winding 3y of the generator and for switching from a set of sliders to the other (fig. 3), to act in one direction or the other.
In fig. 10, 11 and 12, there is also shown a complete diagram of the excitation circuits of the Leonardo group motor and generator and of the contactor control circuits used in these excitation circuits, this in the case of general of a Léonard group with reverse gear, use of a motor with variable speed in the field and the possibility of automatically achieving two or more typical speeds in a determined direction of travel.
In fig. 10, the rheostats are shown schematically and conventionally. They are in reality arranged as shown in FIG. 12 in more detail. In summary, to obtain the exact diagram, it suffices to replace in fig. 10 the conventional representation of the rheostats by that of FIG. 12 by connecting the terminals <I> d, e, f, </I> g, le, j, <I> la, L </I> to the corresponding terminals in fig. 12.
As seen in Figs. 10 and 12, the generator rheostat Rg has two sliders <B> Cg </B> and <B> Cg </B> for forward and reverse gear, sliders that move one hundred (see fig. 12 more specifically) one on the continuous segment 12g as well as on the pads 5Rg and the continuous segment 6Rg, the other on continuous segments and corresponding pads, in order to obtain, as we have seen indicated with regard to fig. 3,
operation at constant torque for low speeds and at constant power for high speeds, these sliders <I> Cg </I> and C'g being, as explained previously with regard to fig. 3, mechanically integral with the two corresponding sliders Cna and C'nz of the excitation rheostats Rm of the motor.
In the installation shown in fig. 10 and 12, as indicated above with reference to FIG. 8 relating to an installation without reversal of operation, in the excitation circuit of the generator, a fixed resistor 26 and an additional fixed resistor 27, a double contact 28a-98b allowing, as can be seen in FIG. 10, to pass the additional resistance 27 from its, arrangement in series with the resistance 26 to one arrangement in parallel with this resistance (in the position shown in fig. 10, the additional resistance 27 is in parallel with the resistance 26 ).
In combination with the circuit. excitation of the generator which has just been described, an excitation circuit established substantially according to the data of Swiss patent No. 262077 is used for the motor; in other words, the excitation rheostat of said motor comprises two cursors <I> Cm </I> and C'yn for the two directions of operation;
it can be seen, moreover, that for said motor, a single field preparation is used for the purpose of braking, that which consists in establishing the maximum full field by closing the contact. 33 (a which completely bypasses the rheostat Rial. In addition, a fixed resistor 3-1 can be provided (see <B> fi-. 10 </B> and 12) in parallel with the rheostat Rm.
On the circuit of the two cursors <I> Cg </I> and C ', g are placed the two contacts 18a, and 181) actuated by the cut-off switch of the cursors on the generator. Finally, both on the <B> Cg </B> and C'g sliders of the generator rheostat and the Ci> z and C'm sliders of the motor rheostat are the contacts 19a to 19d intended to cause the inversion of the cursors (which may be independent of the inversion of the key direction on). In the position shown in the drawing, the Cin and <I> Cg </I> cursors are in use.
Finally, on the generator excitation circuit, the following reverser 16a and 17a are provided. that the valves or the others of these series of contacts are closed, the engine controlled by the group will turn. one way or the other. The change-over switch has special opening contacts based on terminals of a discharge resistor 35.
The use of voltage preparations in accordance with what has been indicated above and the combined use of field and voltage preparations in accordance with what has just been said, makes it possible not only to obtain precise stops and independent of the speeds used, but still obtaining speed modifications at precise and determined points of the stroke of the controlled member to achieve any desired succession of speeds in the working stroke.
For example, if the machine controlled by the Leonardo group described. is a ma chine-tool, in particular a planer, we can, thanks to the installation described, achieve what was called, in Swiss patent N 262077, the Berthiez cycle, that is to say a cycle in which three different speeds can be used during the working stroke of the controlled member: a lower speed Vi or input and output speed of the tool, a higher speed V 2 or speed of cut, and an even greater speed Vs (equal for example to the return speed) or speed between cuts.
The desired succession of speeds is obtained, as in the previous patent, by means of cleats and switches placed at the appropriate precise points of the stroke of the controlled member, but here these switches, instead of simply acting on the selector contacts of the sliders of the motor rheostat (here the contacts 19c and 19 (a) and on the eotitaet 33a of establishment of full field maxiniuni, also act, in the circuits of excitation of the generator ,
on the voltage preparation c = ontacts 28a-28b, on the selector contacts of the generator rheostats sliders (here contacts 7.9b and 19d) and on contacts 18 (a and 18b for cutting the rheostat sliders). In the control circuits, shown in fig. 11, by way of example, and which control the various contacts shown in fig. 10, in the excitation circuits of the motor and of the motor. generator, we assumed.
This is just one non-limiting example, that the Léonard group was applied to a machine tool intended to apply the Berthiez cycle in. question, that is to say a cycle in which, during work, three possible speeds V i, 1'2, Vs. are used for the same direction of travel. Of course, the key control circuit diagram could be modified accordingly by any technician if he wanted to consider a different application than the one given as an example here.
The control circuits shown on the fi-. 11 comprise a whole series of contactors which will be described in detail in what follows and which are supplied by the circuit of the exciter by means, for example, of the wires 36 and 37 coming from the terminals of the exciter or by any other external source.
as seen in this fig. 11, we first find contactor 16 which acts on contacts 16a of the reversing switch (see fig. 10). Then there is the contactor 17 which acts on the contacts 17a of the reversing switch (see fig. 10). The excitation inverters 16 and 17 are energized in the opposite way as will be seen later, the inverter 16 being for example energized during the cutting or working stroke and the inverter 17 being energized during the stroke. back.
Then there is the automatic running relay 38, then the armature contactor 39 acting on the contact 39a, of FIG. 10, with opening braking pole, and making it possible to switch on a braking resistor 40 (another system could also be used if necessary).
Then there is the switch 19 for selecting the sliders acting on the contacts 19a-19d of FIG. 10. This contactor is, for example, energized during the reverse stroke and is not energized during the cutting stroke (or vice versa).
The first voltage preparation contactor 28 is then found on the generator, which contactor acts on the contacts 28c-28b of FIG. 10 and which is, for example, excited in normal operation.
We then find the contactor 33 which is. the field preparation contactor on the motor and which acts on the contact 33a of the. fig. 10, this contactor being energized, for example, in normal operation.
Finally, we find in these control circuits, the switch 18 for cutting the cur sors of the generator rheostat (contactor acting on the contacts 18a-18b of fig. 10 and energized, for example, in normal operation) .
On the circuit of the excitation inverter 16 there is a contact 17d actuated by the excitation inverter α-liter 17, so that this contact 17d opens when the inverter 17 is energized or engaged.
Likewise, on the circuit of the inverter 17 there is a contact 16d subjected to the action - of the inverter 16 and acting under the same conditions. On the circuit of the inverter 16 is also an electromechanical contact 40c4 operated by i-ui table inverter, a contact which is closed during walking in one direction (during the cutting stroke for example) and open during walking in the 'other direction (race in return).
It is this contact which in a way controls the excitation of the inverter 16 and, consequently, the. closing of contacts 16a. Likewise, the table inverter controls the <I> 40r4 </I> contact placed on the excitation inverter circuit 17 and which occupies the. position opposite to that of contact 40c4 (closed during the working stroke, while 40r4 is closed during the return stroke).
On the circuits of the two inverters 16 and 17 are still the contact 39b subjected to the action of the armature contactor 39, as well as the contact 38a subjected to the action of the automatic running relay 38.
This automatic run relay 38 is energized when the automatic run button 41 is closed as seen in the drawing. In addition, on the circuit of this automatic running relay 38 is placed, for safety reasons, a maximum relay contact 42.
Apart from this automatic operation, it is possible to operate by hand by means of the button 41 'and of the two cut and return buttons 43 and 44 which make it possible to control, for example, the excitation at will by hand. one of the two excitation inverters 16 and 17.
The two buttons 41 and 41 'apparently constitute an inverter controlling the operation or the shutdown. automatic walking; one is closed when the other is open. .
The armature contactor 39 comprises on its circuit a contact 38e with delayed action acting in the event of automatic operation, and two contacts 16 and 17 acting in the event of operation by hand via the button 41 'allowing operation to the hand.
Two contacts 45th and 45th are placed in parallel in the circuit of the switch 1.9 for selecting the cursors, which are provided on the machine tool table (example considered here) for carrying out what has been called the Berthiez cycle, which it is unnecessary to describe again here since it has it. been in Swiss patent N 262077 and, relating to field-varying speed motors. In series with the two contacts 45e and 45c is a contact 16 (l actuated by excitation switch 16; further in series with contact 45e is a holding contact 19e actuated by contactor 19.
In parallel with these three contacts 19e, 16d and 45e, and also in parallel with the contact. 45c, there is contact 17 (l actuated by the second excitation reverser 17: it can be seen that, key this way, the two contacts 45e and 45e are without action in the return direction (the one where the contact 17d is closed).
Finally, on the circuit of the contactor 19 is a contact 38d subjected to the action of the relay 38 for automatic operation.
On the circuits of contactors 28, 33 and 18 (first voltage preparation contactor, field preparation contactor on the motor, sensor cut-off contactor) there is respectively a double series of contacts 40c2-401-2, 40ei- 40ri, 40C3-40ri working in one direction (cutting stroke, these are contacts 40ci, 40c2, 40c3) and the other in the other direction (return stroke, these are contacts 401-i, 40r2, 40r3 )
. These contacts 40ci, 40c2, 40c3 and 401-i, 40r2, 40r3 are actuated by tabs carried by the controlled member (for example the table of the machine tool) in a determined order.
The contacts 40ci, 40c2, 40c3, on the one hand, and the contacts 401-i, 40r2, 401-a, on the other hand, are closed in normal operation; every con tact of every series is. arranged in parallel with respect to the corresponding contact (same index) key to the other series. The contacts of the c series open in the order of the indices at the end of the cut stroke and close automatically when their cleats have ceased to act on them after reversing the direction of travel. It is the same for the contacts of the r series, but at the end of the return stroke.
In series with each contact of the. series c is a contact 16g, and in series with each contact of the series r is a contact 17g, the role of these contacts 16g and 17g being to not allow power. contactor (28, 33 or 18) than by the corresponding series of contacts. in the direction of travel used (for example for cutting travel, contact 16g only allows the contactors in question to be powered by the series c of contacts 40).
On these same circuits contactors 28, 33 and 18 are respectively placed key contacts 45a, 45d and 45b which are analogous to contacts 40c2, 40ci and 40c3, but act. during key race (Berthiez cycle) and no longer at the end of the race.
All the contacts 45 bearing the indices ca, <I> b, c, d, </I> e are contacts which are provided for carrying out the Berthiez cycle which has been discussed above. For this purpose, a cam is used which can be called cut, slowdown, return and which successively attacks the contacts 45a, 45b, 45e so as to successively achieve speeds y, (cutting speed), then speed 1 'i lower (key output speed of the tool) and, the speed Z' .;
maximum (or speed equal to the key speed return and used for the movement between cutting periods in the same direction).
A cam that can be called return, slowing down, cut successively attacks contacts 45d, 45a, 45b and 45e, this after the action of the previous cam, to successively obtain the speeds Z'3 (equal to the speed return), T'i (or input speed of the tool) and. J'2 (or cutting speed, corresponding to a new cut of a next part of a part).
As indicated, thanks to the presence of the contacts 17d and 17g, these two cams have no action in the return direction.
Note, in the diagram of FIG. 11, that the circuits of the three contactors 28, 33 and 18 also include a 38e contact subjected to the action of the automatic start relay, two contacts <B> 16f </B> and <B> 17f </B> subjected respectively to the two excitation inverters 16 and 17, and finally a contact 46a of a counter-current braking key relay not shown, this contact closing on the top terminal in the cut direction and closing on the terminal from the bottom in the rotation. direction back; in this way, the three contactors 28, 33 and 18 can only be energized after the direction of rotation of the motor has been established in the desired direction.
Finally, in the circuit of the contactor 33 for field preparation on the motor there is a contact 28a subjected to the action of the contactor 28 and a contact 18a subjected to the action of the contactor 18.
In this way, the possible reduction of field on the motor by the contactor 33 actuating the contact 33a can only take place after engagement or energization of the voltage preparation relay 28 and of the slider cut-off relay 18; that is, the motor field can only be reduced after the voltage increase has started. In this way, you get a very smooth reversal with no significant power draw.
In fig. 13, finally, there is shown the excitation circuits of the generator and of the motor of a Leonardo group in which the device shown in FIG. 1 (single control device for the two rheostats of the excitation of the motor and the generator according to the torque and power characteristics determined: here, operation at constant torque at low speed, then at constant power at high speed) with the accelerated speed setting device which was the subject of Swiss patent N 263117.
In this example of a combination of the devices in question, we simply took the case of a Leonardo group without reversal of rate. It is obvious that such a combination is also applicable to a Leonardo group with reverse gear, such as, for example, that shown in FIGS. 10, 11 and 12.
In this device of FIG. 13, in the circuit of the excitation winding 3m of the motor comprising the rheostat Rm., With its parts with constant resistance and variable resistance, as described above, and, in accordance with patent No. 263117, a resistor is used. 47 in series with the resistor Rm and a resistor 48 which can be placed in parallel with the resistor Rna, as well as two contacts 49a and 49b known as over-adjustment and making it possible to switch on or cancel the action of the two resistors 47 and 48.
On the circuit of the generator excitation winding 3g, circuit comprising the rheostat Rg on the pads of which moves the cursor Cgm also common to the rheostat. Rm, there is, in accordance with the invention, a similar system comprising a resistor 50 which is capable of coming in parallel with the variable part of the resistor Rg and also comprising a fixed resistor 51 arranged in series with the rheostat Rg , contacts 49c and 49d being over-adjusting.
provided to switch on or to cancel the two resistors 50 and 51. The contacts 49c and 49d have an action opposite to that of the contacts 49a and 49b, that is to say that some are open when the others are closed . For this purpose, the contacts 49a and 49c, on the one hand, 49b and 49d, on the other hand, are combined and subjected to the action of a similar contactor not shown in the drawing, but which can be placed in the control circuits, in the same way as the other contactors shown in fig. 11.
In service. normal, the oversetting contacts 49e and 49d corresponding to the generator are open, while the contacts 49a and 49b corresponding to the motor are closed. While speeding up and until the desired speed is obtained, the abovementioned over-adjustment contacts are kept in the opposite position from that which they must keep in normal service. In other words, the contacts 49e and 49d are kept closed, while the contacts 49a and 49b are kept open.
It is unnecessary to repeat here the reasons why it is possible to obtain, thanks to this arrangement, a rapid increase in speed, then it will suffice for this to refer to Swiss patent N 263117. However, in the installation described below above, said over-adjustment device is combined and acts simultaneously on the generator of the Léonard group and on the motor with field speed variation,
and (most of the time, this over-adjustment device is combined with common control rheostats combined with one another so as to obtain any desired starting speed (for example starting at low speed with constant torque, then running at constant speed at high speed).
1, the motor controlled by the Leonardo group which has been described above may further include, in the case of a speed variation motor by the field, all the improvements which have. been described for this type of engine in Swiss patent N 262077.
Finally, we get. with a Léonard group allowing great variations (speed and great flexibility in operation, all the series of advantages that it was possible to obtain with a control carried out simply by means of a motor with variable speed by the field as they were listed in Swiss patent N 262077, with, in addition, a great simpli city of operation, due to the fact that one uses for the control of the two rheostats of excitation of the motor and of the generator a one and the same control unit, while retaining, thanks to the combination of <B> </B> these two rheostats,
the possibility of obtaining any desired operating speed.
The Leonardo group control as described above makes it possible, in particular, to obtain the following effects: a) rapidity of braking; b) independence (the stroke of the moving part of the controlled machine, with respect to the speeds used; c) precision of stops; d) addition, on said controlled member, of a travel indicator allowing. to set it to. feedrate, in magnitude and in position, relative to a fixed point (for example relative to the tool, if the machine controlled is a machine tool), whatever the operating conditions used.
The Leo group control method which has been described in the foregoing can be applied, as has already been said, to the control of machine tools, such as planers. It is. however understood that this process can be applied not only to the control of such machines, but also to that of any other apparatus or machinery, especially to reciprocating machines and devices such as black blades, extraction machines, elevators , cranes, printing machines, paper machines, textile machines, etc.