<B>Installation comprenant un moteur à courant continu.</B> Le problème de faire tourner un moteur à courant continu à une vitesse essentielle ment inférieure à la vitesse normale se pré sente souvent, par exemple dans l'ajustage du niveau d'arrêt des ascenseurs à commande de Léonard. Dans ces cas, il est difficile de régler exactement la vitesse du moteur pour la raison que la chute de tension ohmique dans l'induit, qui varie avec le courant et donc avec le couple moteur, forme souvent la majeure partie de la tension appliquée.
On a donc souvent été forcé d'installer un régu lateur de vitesse spécial pour le moteur, ce qui implique une grande complication.
La présente invention a pour but d'attein dre une vitesse essentiellement indépendante du couple moteur dans les moteurs à courant continu à excitation séparée, surtout dans des moteurs à petite vitesse.
D'après l'invention, l'induit du moteur est relié à une source de courant alternatif à travers un redresseur commandé par un transducteur, lequel pos sède, outre une auto-aimantation de cent pour cent, c'est-à-dire dont les ampères/tours sont égaux à ceux du courant alternatif, une com- posante positive d'aimantation coopérant avec l'auto-aimantation, et qui est sensiblement proportionnelle au courant d'induit du mo <B>teur,</B> et une composante opposée qui est sen siblement proportionnelle à la tension de cou rant continu du redresseur.
Eventuellement, surtout si le redresseur forme la seule source de tension du moteur, le transducteur pos- sède, de plus, une composante d'aimantation positive et sensiblement constante, laquelle détermine donc essentiellement la vitesse du moteur. On peut ainsi tenir la vitesse du mo teur sensiblement constante, indépendamment du couple moteur. La vitesse peut être réglée par un réglage de la composante constante et positive de l'aimantation.
Le dessin annexé représente, â titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente le schéma des con nexions de la première forme de réalisation et la fig. 2 un diagramme de cet exemple. La fig. 3 représente le schéma des con- nexions du deuxième exemple de réalisation. Dans la fig. 1, 1 est une source de cou rant alternatif, à laquelle sont reliés en série un transducteur 2, représenté de façon sché matique, et un redresseur 3.
Les bornes de courant continu de ce dernier sont reliées aux balais d'un moteur à courant continu 4 ayant un enroulement excitateur séparé 5. Le trans ducteur a une auto-aimantation de cent pour cent conventionnellement représentée 6 et trois aimantations de commande 7, 8, 9.
L'enrou lement 7 est traversé par le courant de charge et agit dans le sens positif (le sens de l'auto- aimantation), l'enroulement 8 agit dans le sens opposé et est alimenté par la tension aux bornes du moteur, et l'enroulement 9 dans le sens positif, alimenté par un courant dé- terminé à volonté, de préférence réglable au moyen d'une résistance 10.
Dans la fig. 2 représentant le diagramme de cet exemple, les abscisses représentent les ampères/tours des courants continus magnéti- sants et les ordonnées - parallèles à l'axe a - les valeurs du courant alternatif redressé par le redresseur 3. La courbe A représente la caractéristique ordinaire d'-Lui. transducteur auto-aimanté de cent pour cent.
Le courant alternatif de ce transducteur croît très rapi dement quand les ampères/tours aimantants - abstraction faite de l'auto-aimantation varient d'une petite valeur négative à une petite valeur positive. Les ampères/tours de l'enroulement 7, qui sont proportionnels au courant de charge, peuvent être représentés par la ligne droite b et donnent avec l'auto- aimantation déjà mentionnée mie auto- aimantation totale de plus de cent pour cent, d'où résulte une caractéristique du transduc teur représenté par la courbe Al.
Avec ces deux aimantations seulement, le fonctionne ment du transducteur est instable, une toute petite variation des ampères/tours aimantants autour de la valeur représentée .par la ligne d changeant brusquement la valeur du courant de charge entre une très petite et une grande valeur. Par l'introduction des deux compo santes d'ampères/tours contraires dues aux enroulements 8 et 9 et représentées dans la fig. 2 par les distances IQ et I,, le fonctionne ment du transducteur peut devenir stable.
La proportion entre les ampères/tours de l'enroulement 8 - qui est traversé par un courant proportionnel à la tension entre les bornes de l'induit - et ceux de l'enroulement 7 - qui est traversé par le courant de l'in duit - doit être égale à la proportion entre la tension entre les bornes de l'induit et la chute ohmique dans l'induit. Vu que les en roulements 7 et 8 s'opposent mutuellement, l'aimantation résultant de ces deux enroule ments est proportionnelle à la différence entre ladite tension des bornes et ladite chute ohmique, cette différence étant, dans un mo teur, égale à la tension induite.
Si les am- pères/tours de l'enroulement 9 sont choisis de façon à représenter, dans la même échelle, la tension induite à la vitesse désirée, l'ai mantation résultante des trois enroulements 7, 8, 9 devient nulle. Pour un très petit écar tement de cette valeur, le courant admis par le transducteur à travers le redresseur varie entre d'amples limites, comme représente la courbe < 1 de la fig. 2.
Supposé par exemple que la vitesse est un peu réduite, la. compo sante Is est aussi réduite et l'aimantation ré sultante devient positive, augmentant ainsi le courant dans l'induit et par suite le couple- moteur de façon à augmenter la vitesse et à rétablir les conditions normales. Quand la vitesse remonte, les conditions sont inversées, et la vitesse normale est aussi dans ce cas restituée.
Le montage d'après la fig. 3 est surtout. destiné au cas où l'on veut faire fonctionner un moteur à courant continu à une vitesse variable entre d'amples limites, cette vitesse étant pourtant dans chaque cas à peu près indépendante de la charge. L'induit du mo teur est ici désigné par 14 et son enroulement excitateur par 15, tandis que 20 désigne une paire de bornes. du courant continu, entre les quelles la tension peut être variée entre d'amples limites pour le réglage de la vitesse du moteur.
En série avec le moteur se trouve un redresseur 13, qui est alimenté par deux bornes de courant alternatif 11 à travers un transducteur 12 ayant taie auto-aimantation 16 et deux enroulements de commande 17, 18. L'enroulement 17, qui agit dans le même sens que l'auto-aimantation, est relié en dérivation au circuit principal de courant continu, tan dis que l'enroulement 18, qui agit dans le sens opposé, est relié entre les bornes de cou rant continu du redresseur 13.
Le fonctionnement du montage d'après la fig. 3 est essentiellement le suivant.- Le re dresseur intercalé en série dans le circuit principal ne donne aucune tension tant que le courant fourni du côté courant alternatif est inférieur au courant de charge du moteur, mais il peut fournir une tension quelconque dans le cadre de la tension entre les bornes 11 et. les dimensions du transducteur, tant que le courant du côté courant alternatif excède le courant principal, ce qui est. normalement le cas.
Si la tension à travers le redresseur 13 tend à tomber au-dessous d'une valeur pro portionnelle au courant continu traversant avec un certain facteur (le proportion, le nombre d'ampères/tours de l'enroulement 18 tombe au-dessous de celui de l'enroulement 1 î , et le transducteur est alors mis hors équilibre et s'aimante de façon que la tension remonte de nouveau. D'une façon analogue, la tension est empêchée d'excéder une valeur proportion nelle au courant continu. Le facteur de pro ; portionalité est déterminé par la proportion entre les nombres de spires des enroulements 17 et 18 et par la proportion entre le cou rant dans 17 et le courant principal.
Il peut toujours être choisi de façon que la tension ,ajoutée par le redresseur 13 corresponde à la chute ohmique dans le moteur 14 ou à une telle tension proportionnelle à cette chute qui est jugée appropriée aux conditions de régime, et la vitesse de ce moteur peut donc être rendue tout indépendante de la charge. Dans certains cas, il est. préférable que la vitesse du moteur soit un peu réduite quand la charge remonte, bien que moins que la réduction cor respondant à la chute de tension intérieure; en d'autres cas, une augmentation de la vi tesse avec la charge peut être désirable. Ces deux résultats peuvent être obtenus par une proportion appropriée entre les nombres de spires des enroulements.
<B> Installation comprising a DC motor. </B> The problem of running a DC motor at a speed substantially lower than the normal speed often arises, for example in adjusting the level of stop of the elevators controlled by Leonardo. In these cases, it is difficult to adjust the motor speed exactly because the ohmic voltage drop across the armature, which varies with current and therefore with motor torque, often forms the major part of the applied voltage.
We have therefore often been forced to install a special speed regulator for the engine, which involves a great complication.
The object of the present invention is to achieve a speed which is essentially independent of the motor torque in DC motors with separate excitation, especially in low speed motors.
According to the invention, the armature of the motor is connected to an alternating current source through a rectifier controlled by a transducer, which has, in addition to a hundred percent self-magnetization, that is to say whose amperes / turns are equal to those of the alternating current, a positive component of magnetization cooperating with the self-magnetization, and which is substantially proportional to the armature current of the motor, </B> and an opposite component which is substantially proportional to the direct current voltage of the rectifier.
Possibly, especially if the rectifier forms the only source of voltage for the motor, the transducer also has a positive and substantially constant magnetization component, which therefore essentially determines the speed of the motor. It is thus possible to keep the engine speed substantially constant, independently of the engine torque. The speed can be regulated by adjusting the constant and positive component of the magnetization.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 shows the diagram of the connections of the first embodiment and FIG. 2 a diagram of this example. Fig. 3 represents the diagram of the connections of the second exemplary embodiment. In fig. 1, 1 is an alternating current source, to which are connected in series a transducer 2, shown schematically, and a rectifier 3.
The DC terminals of the latter are connected to the brushes of a DC motor 4 having a separate exciter winding 5. The transducer has one hundred percent self-magnetization conventionally shown 6 and three drive magnets 7, 8 , 9.
The winding 7 is crossed by the load current and acts in the positive direction (the direction of self-magnetization), the winding 8 acts in the opposite direction and is supplied by the voltage at the terminals of the motor, and the winding 9 in the positive direction, supplied with a current determined at will, preferably adjustable by means of a resistor 10.
In fig. 2 representing the diagram of this example, the abscissas represent the amperes / turns of the magnetizing direct currents and the ordinates - parallel to the axis a - the values of the alternating current rectified by the rectifier 3. Curve A represents the ordinary characteristic of Him. one hundred percent self-magnetizing transducer.
The alternating current of this transducer increases very rapidly as the amps / turns of the magnets - apart from the self-magnetization vary from a small negative value to a small positive value. The amperes / turns of winding 7, which are proportional to the load current, can be represented by the straight line b and with the self-magnetization already mentioned give a total self-magnetization of more than one hundred percent, d ' where results a characteristic of the transducer represented by the curve Al.
With these two magnetizations only, the operation of the transducer is unstable, a very small variation of the magnet amps / turns around the value represented by the line d suddenly changing the value of the charge current between a very small and a large value. By introducing the two components of opposite amperes / turns due to windings 8 and 9 and shown in fig. 2 by the distances IQ and I ,, the operation of the transducer can become stable.
The proportion between the amperes / turns of the winding 8 - which is crossed by a current proportional to the voltage between the terminals of the armature - and those of the winding 7 - which is crossed by the current of the induction - must be equal to the proportion between the voltage between the terminals of the armature and the ohmic drop in the armature. Since the bearings 7 and 8 are mutually opposed, the magnetization resulting from these two windings is proportional to the difference between said terminal voltage and said ohmic drop, this difference being, in a motor, equal to the voltage induced.
If the amps / turns of winding 9 are chosen so as to represent, on the same scale, the voltage induced at the desired speed, the resulting magnetization of the three windings 7, 8, 9 becomes zero. For a very small deviation from this value, the current admitted by the transducer through the rectifier varies between wide limits, as shown by the curve <1 in fig. 2.
Suppose for example that the speed is reduced a little, the. The Is component is also reduced and the resulting magnetization becomes positive, thus increasing the current in the armature and consequently the motor torque so as to increase the speed and restore normal conditions. When the speed increases, the conditions are reversed, and normal speed is also restored in this case.
The assembly according to fig. 3 is especially. intended for the case where one wants to operate a direct current motor at a variable speed within wide limits, this speed being however in each case approximately independent of the load. The armature of the motor is here designated by 14 and its exciting winding by 15, while 20 designates a pair of terminals. direct current, between which the voltage can be varied between wide limits for the regulation of the motor speed.
In series with the motor is a rectifier 13, which is supplied by two alternating current terminals 11 through a transducer 12 having self-magnetization case 16 and two control windings 17, 18. The winding 17, which acts in the same direction as the self-magnetization, is connected in branch to the main direct current circuit, while the winding 18, which acts in the opposite direction, is connected between the direct current terminals of the rectifier 13.
The operation of the assembly according to fig. 3 is basically as follows.- The re dresser interposed in series in the main circuit gives no voltage as long as the current supplied to the ac side is less than the load current of the motor, but it can supply any voltage within the scope of the voltage between terminals 11 and. the dimensions of the transducer, as long as the current from the AC side exceeds the main current, that is. normally the case.
If the voltage across the rectifier 13 tends to fall below a value proportional to the direct current passing through with a certain factor (the proportion, the number of amps / turns of the winding 18 falls below that winding 11, and the transducer is then brought out of equilibrium and magnetizes so that the voltage rises again. Similarly, the voltage is prevented from exceeding a value proportional to the direct current. proportionality factor is determined by the proportion between the numbers of turns of windings 17 and 18 and by the proportion between the current in 17 and the main current.
It can always be chosen so that the voltage added by the rectifier 13 corresponds to the ohmic drop in the motor 14 or to such a voltage proportional to this drop which is deemed appropriate for the speed conditions, and the speed of this motor can therefore be made completely independent of the load. In some cases it is. preferable that the motor speed is reduced a little when the load rises, although less than the reduction corresponding to the internal voltage drop; in other cases, an increase in speed with loading may be desirable. These two results can be obtained by an appropriate proportion between the numbers of turns of the windings.