Régulateur électrique pour accouplement par courant induit. La présente invention se rapporte à un régulateur électrique pour accouplement par courant induit, accouplement comprenant un arbre de commande, un arbre commandé et un enroulement inducteur à courant continu.
On connaît déjà des constructions de ré gulateurs dans lesquelles l'enroulement induc teur est excité au moyen d'un courant con tinu fourni par une paire de tubes redres seurs à gaz à trois éléments avec cathode chaude et grille de commande, du type demi- onde. Ces tubes ont une caractéristique telle que la grille doit être amenée au potentiel voulu pour amorcer le passage du courant. Des dispositifs sont utilisés pour régler et commander les potentiels de grille dans le but de commander le débit des tubes dans les circuits à courant continu alimentant la bo bine de champ. Pour le bon fonctionnement du dispositif, il. est essentiel de disposer de courant et de tension très constants.
Par con séquent, tout changement dans la tension du réseau de distribution, comme cela se rencon tre quelquefois dans les équipements indus triels, peut causer des changements dans la vitesse de l'accouplement par courants in duits, changements qui sont au-delà des pos sibilités de correction par un réglage manuel ou automatique. La présente invention a pour but de combattre les effets de variations de tension du réseau de distribution de courant et d'assurer le fonctionnement d'un accou plement par courant induit, même dans le cas où la tension d'alimentation varierait. Dans la description qui suit, le mot régu larisation s'applique aux variations de la vi tesse en fonction des variations de la charge et le mot déviation à la variation de vitesse pour une charge déterminée.
Ces deux sortes de variations peuvent être réduites au moyen du régulateur suivant la présente invention.
Le régulateur suivant l'invention est ca ractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'alimentation à courant alternatif destiné à l'alimentation d'au moins un tube redresseur pour l'alimentation de l'enroulement induc teur, un second redresseur alimenté par le circuit à.
courant alternatif et un circuit am plificateur contenant un tube amplificateur de commande à grille, le potentiel de com mande de la grille dudit tube amplificateur étant pris au second tube redresseur par un circuit raccordant la, sortie du tube amplifi cateur, afin de régler la grille du tube re dresseur et en ce qu'il comprend en outre une génératrice tournant à une vitesse pro portionnelle à celle de l'arbre commandé et un circuit alimenté par la génératrice pour modifier le potentiel du circuit connecté à la grille du tube amplificateur selon la vitesse de rotation de la génératrice en le rendant indépendant des variations de tension de la source de courant alternatif.
Une forme d'exécution de l'objet. de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, dans le dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 représente un schéma d'un accouplement par courants induits avec glis sement et la fig. 2 un schéma électrique complet. Dans la fig. 1,<I>CL</I> est l'enroulement induc teur de l'accouplement par courants induits avec glissement C. L'élément entraîneur est montré en E et l'élément conduit en<I>D. Ah</I> est une génératrice entraînée par l'élément D.
L'enroulement<I>CL</I> sert à créer le flux dans l'inducteur, de façon à coupler électromagné- tiquement les éléments E et D, ce qui réalise uni couplage à glissement. L'arbre entraîné fait tourner la génératrice à courant alterna tif<I>AL,</I> de façon à produire un courant de fré quence relativement élevée dans le but d'évi ter les pulsations et toute tendance à la réso nance, bien que cette fréquence élevée ne soit pas toujours nécessaire.
Si l'on désire des alternances à fréquences plus élevée, on peut employer une génératrice à grand nombre de pôles, ou bien sa vitesse de rotation peut être augmentée par un engrenage multiplicateur. Dans tous les cas, la vitesse de la génératrice est proportionnelle à la vitesse de l'élément entraîné de l'accouplement pour lequel la bo bine<I>CL</I> produit le champ de couplage.
Dans la fig. 2, l'enroulement inducteur <I>CL</I> de l'accouplement C est seuil montré dans un but de simplification, mais il y a lieu de se rappeler que la connexion à glissement existe toujours entre les éléments entraîneur et conduit, et que l'élément conduit est relié mécaniquement à la génératrice<I>AL</I> qui est montrée dans les deux fig. 1 et 2.
Le courant continu de l'enroulement in ducteur<I>CL</I> est fourni (voir fig. 2) à travers une paire de tubes redresseurs à gaz, à ca thode chaude et à grille de commande RT.1 et RT.2 qui sont du type demi-onde. Ces tubes sont caractérisés par ce fait qu'un po tentiel déterminé de grille est nécessaire pour que le courant passe; autrement, ils ne lais sent passer aucun courant. Ils sont extrême ment sensibles à la commande par le potentiel de grille.
AT est le transformateur d'anode du cir cuit qui fournit la puissance en courant con- tinu pour l'excitation de l'inducteur<I>CL.</I> Ce transformateur a son primaire relié à deux des fils de ligne<I>L.1, L.2</I> d'un réseau de -dis tribution de courant alternatif triphasé (à 110 volts par exemple). Les anodes A des tubes RT.1 et RT.2 sont montrées connectées aux sorties opposées du secondaire du trans formateur<I>AT.</I> Les cathodes K sont chauffées au moyen du transformateur<I>KT.</I>
Les' secondaires des transformateurs AT et KT sont connectés ensemble par leurs points milieu, ainsi qu'il est montré, à travers la bobine inductrice<I>CL</I> qui reçoit le courant continu. Il en résulte que le courant électro nique qui traverse la bobine<I>CL</I> peut s'établir, lorsque les .conditions voulues sont remplies, entre le centre du transformateur AT, le transformateur KT et à travers les tubes re dresseurs RT.1 et RT.2, car ces tubes sont rendus conducteurs par les grilles G pour laisser passer le courant dans une direction ou bloqués. Cette action de redressement se produit alternativement dans les deux tubes.
Il la-Lit bien comprendre que, si au lieu du chemin des électrons, on considère le courant positif, le sens des lignes de courant doit être inversé.
Comme il est indiqué en<I>ST,</I> le primaire du transformateur KT a une connexion en T-Scott sur les fils L.1, L.2 et L.3 d'iuie dis tribution triphasée, de fagon à obtenir une tension déphasée en retard de 90 par rap port à la tension entre L.1 et L.2. Les grilles des tubes RT.1 et RT.2 sont reliées au secon daire du transformateur KT à travers un transformateur KT.1 et des résistances BR en série respectivement. Ces résistances limi tent à une faible valeur le courant de grille, leur grandeur étant de l'ordre de 50000 ohms.
Le transformateur KT.1 superpose une petite tension alternative à la polarisation négative de base (.qui provient d'un autre circuit à tra vers les lignes 51, 52, comme il sera décrit), ce qui produit une polarisation ondulée dont les ondes sont 90 en retard par rapport à la tension d'anode des tubes RT.1 et RT.2, de sorte qu'un effet de coupure graduel peut être obtenu pour le courant redressé en ré- filant la valeur totale de la polarisation de grille en fonction de la tension de l'onde appliquée à l'anode. Ce mode de commande des tubes peut être plus stable que ce qui a.
été employé jusqu'ici pour ce genre d'appa reils et il constitue l'un des facteurs contri buant aux améliorations obtenues, bien qu'il ne soit pas le seul.
Les parties décrites ci-dessus peuvent être considérées comme le circuit principal du re dresseur à grilles de commande, dans lequel sont, inclus les tubes RT.1 et RT. <I>2.</I> Ainsi qu'il a été indiqué, la caractéristique de ces tubes est qu'un faible changement dans la polarisation négative de la grille (par rap port à, la cathode K_) produit une variation considérable dans la. tension requise pour amorcer la décharge et par suite dans la frac tion de chaque onde de courant alternatif que le tube laisse passer. Par exemple, à 5,1 volts de polarisation négative, le tube ne de vient conducteur qu'avec 200 volts de ten sion d'anode, alors qu'à 5 volts, le tube laisse passer le courant à 100 volts de tension d'anode.
Dans de telles conditions, un chan gement d'un volt seulement sur le potentiel de grille produit un changement considéra ble dans le courant qui passe à travers le tube et, par suite, à travers le circuit com prenant l'enroulement<I>CL.</I> Etant donné que, dans beaucoup d'applications, le voltage fourni à la grille de commande peut varier entre -1 et -6 volts, on peut concevoir que des moyens d'obtenir une tension stable sont importants dans de telles applications, et c'est dans le but d'obtenir une tension de commande stabilisée que l'on a monté le dis positif se terminant par les fils 51 et 52 qui amènent la tension de polarisation aux gril les G.
La tension fournie par la génératrice .1L doit être utilisée pour diminuer ou annuler le potentiel positif de grille qui doit arriver à une valeur déterminée pour laisser passer le courant dans les tubes RT.1 et RT.2. Tant que les tubes sont conducteurs, la. bobine<I>CL</I> est excitée pour rendre l'accouplement effec tif, ce qui dépend d'une valeur définie du po- tentiel des grilles G. La tension produite par -1L doit être utilisée pour diminuer la ten sion de grille, afin de réduire la force trans mise par l'accouplement magnétique lorsque la vitesse est. trop grande.
Donc, la polarisa tion de la grille doit être rendue plus néga tive, de façon à bloquer les tubes dans le cas où la vitesse -de la génératrice devient trop grande, et ainsi l'augmentation de la vitesse transmise par l'accouplement est évitée.
D'un autre côté, si la tension de la géné ratrice diminue par suite d'une diminution de vitesse, la valeur positive du potentiel de grille doit être accrue, afin que les tubes soient rendus conducteurs, ce qui accroît l'excitation et rend phis énergique le cou plage magnétique, augmentant ainsi la vitesse, de l'arbre conduit.
Les tubes redresseurs RE.1 et RE.2 sont du type biplaque. RE.1 est employé dans un circuit de production d'une tension continue de référence, son courant d'anode étant fourni par un transformateur PL.1 alimenté par les fils de la ligne L.1, L.2.
Le circuit à courant continu de ce tube passe par le point 7 du transformateur<I>PT,</I> la self de fil trage 15, le point CP.2 (qui fait partie d'un circuit de correction qui sera, décrit plus loin) et ensuite à travers le potentiomètre de réglage de vitesse P.10 de 2500 ohms, le point CP.1, ensuite à. travers le tube à faisceau di rigé 6 (entre l'anode A et la cathode KK), le , point L, le potentiomètre P.9 de 75 ohms, le point milieu du transformateur PL.1 pour arriver aux plaques du tube RE.1 et de nou veau au point 7 en passant par le filament de ce tube. Les lignes pointillées de la fig. 2 1 montrent le chemin du courant positif.
Un condensateur de 8 microfarads 14 est branché sur ce circuit pour compléter le filtrage.
Le circuit indiqué dans le paragraphe ci- dessus produit la tension principale de réfé rence et il est, par conséquent, soumis aux variations de la tension entre les fils L.1 et L.2, qui agissent par l'intermédiaire du transformateur PL.1. Le but du circuit de correction de la tension de référence est d'éli miner ces variations de tension, car 10 circuit ci-dessus, marqué en lignes pointillées, consti tue la source de tension connectée par des éléments supplémentaires aux points 54 et 58 d'un circuit amplificateur. Ce circuit ampli ficateur, à son tour,
alimente le circuit re dresseur qui effectue la commande critique des grilles G par les fils 51 et 52.
On peut également mentionner que le cir cuit amplificateur demande lui-même une ali mentation par les fils de ligne L.1 et L.2 (voir transformateur 0), et des moyens de corriger la tension sont également employés dans ce circuit, comme il sera expliqué plus loin.
Le potentiomètre P.10 sert comme une dérivation à réglage manuel de tension par laquelle le circuit en lignes pointillées décrit ci-dessus à travers les tubes 6 et RE.1 appli que une tension sur les grilles<I>GR</I> et GL du tube amplificateur 3.
Les grilles GR, GI. n'étant pas séparées, la tension entre CP.1 et CP.2 est donc répartie respectivement entre ces points et les grilles GR et GL. Le circuit de dérivation mentionné ci-dessus est montré par les flèches en traits continus;
bras du potentiomètre P.10, points 55, BG, résistance de 100 000 ohms 19, points 56, 57, 58, 59, résistance de 250 000 ohms 23, grilles GR et GL; résistance de 250 000 ohms 24, points 53, 54, CP.1 et retour au potentiomètre P.10. En d'autres termes, des tensions ajustables proportionnellement sont dérivées d'entre les points CP.1 et CP.2 et appliquées au tube amplificateur 3.
C'est alors le but du circuit de régulari sation de modifier l'effet de la tension ajustée appliquée aux grilles du tube 3 d'après le fonctionnement de la génératrice AL entraî née par l'arbre D de l'accouplement C.
Un potentiel négatif est fourni par l'ac tion du tube RE.2 dans le circuit de régula risation alimenté par le transformateur PL.2 relié à la génératrice AL. Le circuit du cou rant positif pour ce tube part de ses anodes pour arriver à sa cathode à travers le point BG, les résistances 19 et 18 (100 000 et 40 000 respectivement), le point ED et le milieu du transformateur PL.2, un conden- sateur de filtrage d'un microfarad étant branché en 70 sur ce circuit.
Le potentiel produit par le tube RE.2 est directement proportionnel à la tension de la génératrice <I>AL,</I> et ceci donne le moyen cherché pour réaliser la commande de régularisation au point BG, avec le réglage manuel auxiliaire donné par le potentiomètre P.10.
Ainsi, une tension de référence peut être choisie en ajustant le potentiomètre P.10 qui détermine la vitesse de l'arbre de l'accouple ment à laquelle les tubes deviennent actifs ou inactifs en fonction de la variation de vitesse.
La connexion avec les tubes RT.1 et RT.2 est faite à travers un circuit amplifica teur qui sera décrit, mais le point qui doit être précisé ici est que le potentiel de polari sation de grille ainsi établi par le circuit de tension de référence à travers le tube RE.1 est modifié en conformité avec l'action de la génératrice<I>AL</I> à, travers le circuit de ré gularisation. La tension de référence qui est sujette aux fluctuations de la tension de la ligne est corrigée par des dispositifs qui vont être décrits.
On peut noter maintenant que les catho des des tubes 6 et RE.2 sont chauffées par un circuit C provenant du transformateur 0 dont le primaire est relié aux fils de ligne <I>L.1, L. 2.</I> Ce circuit . de chauffage fournit aussi le courant à la cathode 1 d'un tube re dresseur 30 et à la cathode du tube 3 du pont de résistances dans le circuit amplificateur.
Le tube redresseur 30 du circuit amplifi cateur fournit le courant continu pour l'am plification. La cathode 31 de ce tube est à l'origine du courant qui passe à travers la self de filtrage 28, la résistance de 500 ohms 32, les résistances de<B>100000</B> ohms chacune 25 et 26 qui agissent comme diviseur de ten sion pour fournir le courant aux deux anodes L et R du tube de l'amplificateur du pont de résistances.
De ces anodes L et R, le circuit se complète à travers la cathode 31, la résis tance de 2200 ohms 22, le point 41,<B>là</B> résis tance de 5000 ohms 42 et le point milieu du transformateur TR. Le condensateur de 40 microfarads 80 branché sw ce circuit com- piète le filtrage avec le tube limiteur \?9. Le primaire du transformateur TR est relié aux fils LA et L.2.
Ce circuit fournit un poten tiel à travers le tube 3 et de là commande les grilles G des tubes Ri'.<I>1</I> et RT.2. Ce poten tiel est amené par les fils 51 et 52 au circuit -suivant: point milieu du transformateur KTA, résistances<I>BR,</I> grilles G, cathodes K et milieu du transformateur<I>KT.</I> Bien que le potentiel des grilles G soit toujours de même sens, mais variable, le tube 3 amènera ce po tentiel à la valeur voulue, suivant que le cou rant passera par l'anode de gauche ou de droite du tube 3, ainsi qu'il ressort de l'expli cation ci-après:
Un potentiel positif est maintenu sur la grille GR de droite du tube 3, le circuit étant le suivant: CP.2, P.10, points 55 et BG, ré sistance 19, points 56, 57, 58, 59, résis tance 23 de 250 000 ohms, grilles GR et GL, résistance de 250 000 ohms 24, points 53, 54 et CP.1. Etant donné sa grande valeur (100000 ohms), la résistance 26 ne peut fournir suffisamment de courant et le poten tiel des fils reliés à l'anode R tombe lorsque le tube 3 devient conducteur.
Ceci produit un potentiel négatif tout le long du circuit allant aux cathodes K des tubes RT.1 et RT.2. Il en résulte que les grilles G de ces tubes sont à un potentiel positif par rapport aux ca thodes. Par conséquent, les tubes RT.1 et RT.2 laissent passer plus de courant pour resserrer le couplage de l'accouplement.
Si l'arbre-conduit D accélère, ce qui en traîne l'accroissement de la tension de la gé nératrice AL, la différence de potentiel aux bornes de la résistance de 40 000 ohms 18 augmente et il en résulte que le potentiel des grilles<I>GR</I> et GL est immédiatement renversé par le courant qui passe dans le condensateur de deux microfarads 20.
Le circuit d'inver sion est le suivant: positif provenant de la cathode de RE. 2, BG, 55, P.10, C_ P.1, 54, 53, <I>24,</I> GL. <I>GR,</I> 58, 57, 18, ED et point milieu du secondaire de PL.2. Cette inversion chi po tentiel des grilles GL et<I>GR</I> inverse l'action du tube 3 sur les tubes RT.1 et RT.2 et blo que ces tubes comme suit:
dans le tube 3, la grille de gauche GL devient positive et l'anode L, à cause de la résistance 25, fait tomber le potentiel du circuit qui y est relié et qui comprend les grilles G des tubes RT.1 et RT.2. Celles-ci deviennent négatives, ce qui bloque les tubes jusqu'à ce que la vitesse de l'arbre entraîné diminue suffisamment pour faire tomber la tension de la génératrice AL, après quoi le cycle recommence pour une petite variation de vitesse, afin d'assurer la régularisation.
Lorsqu'un potentiel positif est appliqué aux grilles<I>GR</I> ou GL, l'effet est augmenté par ce fait que l'autre grille devient négative. Par conséquent, lorsque la plaque R est posi tive, la plaque L est négative et vice versa, et ces plaques coopèrent pour commander le po tentiel des grilles G. On voit facilement ceci en examinant les connexions respectives des grilles G et des cathodes K. Ainsi, on voit que le tube 3 est toujours en action pour ouvrir ou fermer les tubes RT.1 et RT.2 en réponse à la tension de régularisation fournie par la génératrice<I>AL.</I>
Pour préciser ce point, on peut dire, en se référant au circuit de la génératrice, que la partie principale de ce circuit est celle qui est indiquée en RE.2. BG, 19, 56, 18, ED et le milieu de PL.2. Il existe cependant un cir cuit parallèle à ce circuit principal qui com mence à BG et passe par 55, le potentio mètre P.10, les points CP.1, 54, 53, résis tance 24, grilles GL et<I>GR,</I> résistance 23, points 59, 58, 57, condensateur 20 ou résis tance 18,
et enfin arrive au point ED qui est le négatif des deux circuits parallèles.
En opposition avec les circuits parallèles i ci-dessus, un autre circuit peut être tracé, qui a son origine positive au. potentiomètre P.10 et passe par les points 55, BG, la résistance 19, les points 56, 57, 58, 59, la résistance 23 et la grille GR. Ce circuit se continue à tra vers le tube 3, la résistance 24, les points 53, 54, CP.1, ce qui ferme le circuit à travers le tube 3 vers le tube RE.1, comme il a déjà été décrit.
On voit ainsi que si le circuit à tra vers le tube 6 fait que le tube 3 est conduc teur, cet effet peut être contrebalancé par l'action du circuit associé avec la génératrice <I>AL.</I> Cela revient à dire que les potentiels des grilles GL et<I>GR</I> sont inversés lorsque la vi tesse de la génératrice augmente suffisam ment.
Ainsi, le circuit associé avec le tube 6 tend constamment à rendre les tubes conduc teurs lorsque ce circuit est actif, alors que le circuit de la génératrice<I>AL</I> tend au con traire, lorsqu'il agit, à bloquer les tubes.
De plus, l'effet qui se produit dans le tube 3 est amplifié, de faon à augmenter la tension en accord avec le fonctionnement du tube, ten sion qui est amenée .aux grilles des tubes prin cipaux RT.1 et RT.2. Donc, le tube redres seur 30 fournit une tension qui est beaucoup plus élevée que celle qui est fournie par la génératrice<I>AL.</I> Par conséquent,
un faible changement de la tension de la génératrice AL amènera un .changement beaucoup plus important dans la tension provenant du tube 3, et c'est cette dernière variation qui est amenée aux grilles des tubes RT.1 et RT.2. Par conséquent, on voit que le tube 3 et son tube redresseur 30 constituent, avec .leur câ blage, un circuit amplificateur, d'où il résulte un accroissement de la sensibilitéavec laquelle le système de régularisation réagira contre tout changement dans la vitesse;
la régulari sation se trouve ainsi améliorée.
En pont sur le circuit entre les tubes 30 et 3 se trouve un tube à cathode froide 29 (connu sous le N VR.105). Ce tube constitue une résistance de fuite automatique et ses ca ractéristiques sont telles qu'il cause un court- circuit relatif lorsqu'il est soumis à des po tentiels dépassant une certaine valeur.
Donc, si la tension du tube 29 s'élève au-dessus de sa valeur normale (par suite, par exemple, de fluctuations de la tension de ligne), le tube devient conducteur et soutire au circuit au quel il est relié suffisamment de courant pour ramener la tension à la valeur cons tante voulue.
Un autre tube 11 à cathode froide est placé sur le circuit de sortie de tube RK.1 (qui est aussi le circuit d'alimentation du tube 6). Ce circuit est indiqué par des flèches en pointillé sur la fig. 2;
c'est le même qui fournit le courant aux points CP.1 et CP. <I>2</I> qui mènent au potentiomètre de réglage P.10. 5 Ce tube 11 constitue également une résistance de fuite automatique pour réduire les fluc tuations de tension provenant de la ligne.
La grille-écran SG du tube 6 est alimentée à travers la résistance 13 de 12 000 ohms. On s comprend que toute augmentation de la ten sion positive de la source du potentiel de grille causerait l'augmentation de la tension de la grille-écran SG. Ceci provoquerait l'augmentation du courant d'anode dans le e tube 6. Par conséquent, la tension de la grille-écran doit être maintenue constante. L'augmentation du courant d'anode ferait qu'une tension accrue serait appliquée au point 13. A, ce qui doit être corrigé. c Un tube à cathode froide 12 est relié entre le point 13.
A connecté à la cathode KK et les points 92 et 91 du potentiomètre P.9, qui est relié à la grille CG. Ainsi, une partie du cou rant de la ligne 13, 13.A, SG passe directe ment par le tube 12 et arrive aux points 92, 91 du potentiomètre P.9. Le potentiel de la cathode KK se trouve relevé puisque du cou rant positif provenant du point 13.A a été conduit directement au point 91. Ceci veut dire que le voltage de P.9 et de la grille CG s'abaisse par rapport à KK. La grille de con trôle est rendue plus négative par rapport à la cathode KK qui est rendue plus positive.
D'un autre côté, la tension de la grille- écran SG a été légèrement accrue, même si cette tension a été sensiblement régularisée par le courant passant dans le tube 12. Par conséquent, le potentiomètre P.9 doit être ré glé de faon qu'une augmentation de la ten sion de la grille-écran soit accompagnée par un abaissement de la tension de la grille de commande CG.
Ainsi, en compensant une élévation de tension de la grille-écran SG par une baisse de potentiel de la grille CG, un courant plus constant est obtenu entre les points CP.1 et CP.2 malgré les fluctuations de la tension de la ligne.
En effectuant ces réglages, des variations artificielles de la tension peuvent être créées dans le circuit de tension de référence dépas- sant les variations probables en pratique. 'Un milliampèremètre (non montré) placé en série avec le tube 11 montrerait toutes les varia tions de courant à travers ce tube en réponse aux variations artificielles de la tension. Le potentiomètre P.9 est alors réglé de façon que ces variations de courant disparaissent, ce qui indique que tout accroissement de la tension de la grille-écran est exactement compensé par un abaissement du potentiel de la grille CG.
La grandeur des variations de tension qui peuvent être compensées est de plus ou moins 30% sans qu'un mouvement de l'ai guille du milliampèremètre soit perceptible.
Ainsi, le tube 11 constitue un circuit de fuite réglant la tension d'anode, et le tube 12 constitue un circuit réglant le potentiel de la grille de commande.
En supposant que la tension normale soit clé 105 volts et qu'elle monte à 106 volts aux bornes d'un de ces tubes VR.105, le courant varie de 0,0075 à 0,025 ampère. Puisque dans le circuit comprenant le tube 6, le courant total est seulement de 0,080 ampère, en voit qu'il n'y a guère de tendance à un accroissement de la tension dans un tel cir cuit. Toute augmentation est empêchée par le courant important qui passe dans le tube type VR. 105. Ainsi, l'effet des tubes 11, 12 et 29 est de maintenir des tensions constantes dans les fils 51 et 52 qui aboutissent aux grilles du redresseur.
Puisqu'on obtient une tension sensible ment constante à la grille-écran du tube 6, de faibles changements dam la tension plaque ne causent que des variations minimes dans le courant qui traverse le tube. Ordinaire ment, une élévation de la tension plaque pro voquerait une élévation de la tension de la grille-écran; ici, le tube 12 constitue un ré gulateur de tension pour la grille-écran du tube 6. Dans le cas présent, le tube 6 joue le rôle de régulateur de courant.
Si le courant qui traverse le potentiomètre P.10 est cons tant, la chute de tension désirée aux bornes (le ce potentiomètre restera constante, ce qui veut dire que la tension de base des grilles de RT.1 et RT.2 sera constante, quelles qua soient les variations de tension de la ligne <I>L.1, L.2, L.3.</I> Il faut comprendre cependant que le réglage du potentiomètre P.10 déter mine la tension du circuit redresseur contre lequel le circuit de régularisation fonetiomie.
Il faut aussi se rappeler que la consom mation totale de courant dans le circuit de grille du tube 3 est si petite, de l'ordre de 2 à 5 microampères, que le débit du système de régularisation n'en est pas matériellement modifié.
Les désignations commerciales des tubes utilisés sont les suivantes <I>Ri'. 1</I> et RT.2 . . . . . . . . . EL C6J 3<B>. . . . . . . . . . . . . . . . .</B> 6N7 5 et 30 . . . . . . . . . . . . . 6X5GT 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1622 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . 5U46 11, 12 et 29 . . . . . . . . . . VR 105 Il doit être entendu qu'un tube ordinaire à grille-écran peut être substitué au tube à faisceau dirigé 6, mais ce dernier est préfé rable.
Une forme d'exécution du régulateur sui vant l'invention a permis d'obtenir facilement une réduction de vitesse dans le rapport con sidérable de 60 à 1 et une régularisation de vitesse de 3 % dans de telles .conditions. Avec un rapport de vitesses plus modéré, par exemple de 10 à 1, la régularisation de vi tesse pourrait être tenue à 1 ou 21/o suivant les variations de la charge.
En ce qui concerne la déviation de vitesse à charge constante par rapport à la vitesse désirée, le circuit décrit peut permettre d'obtenir tune déviation de moins de 0,10%.
Etant donné ce qui précède, on voit que les différents buts de l'invention sont atteints et que d'autres résultats avantageux sont obtenus.
Electric regulator for coupling by induced current. The present invention relates to an electric regulator for an induced current coupling, the coupling comprising a drive shaft, a driven shaft and a direct current field winding.
Constructions of regulators are already known in which the inductor winding is excited by means of a direct current supplied by a pair of three-element gas rectifier tubes with hot cathode and control grid, of the half-type. wave. These tubes have a characteristic such that the grid must be brought to the desired potential to initiate the flow of current. Devices are used to adjust and control the gate potentials for the purpose of controlling the flow rate of the tubes in the direct current circuits feeding the field coil. For the proper functioning of the device, it. very constant current and voltage is essential.
Therefore, any change in the voltage of the distribution network, as is sometimes encountered in industrial equipment, can cause changes in the speed of the induced-current coupling, changes which are beyond the scope of correction possibilities by manual or automatic adjustment. The object of the present invention is to combat the effects of variations in the voltage of the current distribution network and to ensure the operation of a coupling by induced current, even in the case where the supply voltage varies. In the following description, the word regulation applies to the variations in speed as a function of the variations in the load and the word deviation to the variation in speed for a determined load.
These two kinds of variations can be reduced by means of the regulator according to the present invention.
The regulator according to the invention is characterized in that it comprises an alternating current supply circuit intended for the supply of at least one rectifier tube for supplying the inductor winding, a second supplied rectifier. by the circuit at.
alternating current and an amplifier circuit containing a gate control amplifier tube, the control potential of the gate of said amplifier tube being taken from the second rectifier tube by a circuit connecting the output of the amplifier tube, in order to adjust the gate re-straightening tube and in that it further comprises a generator rotating at a speed proportional to that of the controlled shaft and a circuit supplied by the generator to modify the potential of the circuit connected to the grid of the amplifier tube according to the speed of rotation of the generator by making it independent of the voltage variations of the alternating current source.
An embodiment of the object. of the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 shows a diagram of a coupling by induced currents with slip and FIG. 2 a complete electrical diagram. In fig. 1, <I> CL </I> is the inductor winding of the induced-current coupling with slip C. The driving element is shown at E and the driven element at <I> D. Ah </I> is a generator driven by element D.
The <I> CL </I> winding is used to create the flux in the inductor, so as to electromagnetically couple the elements E and D, which achieves a sliding coupling. The driven shaft rotates the alternating current generator <I> AL, </I> so as to produce a relatively high frequency current in order to avoid pulsation and any tendency to resonance, although that this high frequency is not always necessary.
If higher frequency vibrations are desired, a generator with a large number of poles can be used, or its speed of rotation can be increased by a multiplier gear. In all cases, the speed of the generator is proportional to the speed of the driven element of the coupling for which the <I> CL </I> coil produces the coupling field.
In fig. 2, the <I> CL </I> inductor winding of the C coupling is threshold shown for the sake of simplification, but it should be remembered that the slip connection still exists between the driver and the conduit elements, and that the driven element is mechanically connected to the generator <I> AL </I> which is shown in both figs. 1 and 2.
The direct current of the inductor winding <I> CL </I> is supplied (see fig. 2) through a pair of gas, hot AC and control grid rectifier tubes RT.1 and RT. 2 which are of the half-wave type. These tubes are characterized by the fact that a determined grid potential is necessary for the current to flow; otherwise, they do not let any current pass. They are extremely sensitive to control by the gate potential.
AT is the anode transformer of the circuit which supplies the DC power for the excitation of the inductor <I> CL. </I> This transformer has its primary connected to two of the line wires <I > L.1, L.2 </I> of a three-phase alternating current distribution network (at 110 volts for example). The anodes A of the RT.1 and RT.2 tubes are shown connected to the opposite outputs of the secondary of the <I> AT transformer. </I> The K cathodes are heated by means of the <I> KT transformer. </I>
The secondaries of the AT and KT transformers are connected together at their midpoints, as shown, through the <I> CL </I> field coil which receives the direct current. As a result, the electronic current flowing through the <I> CL </I> coil can be established, when the desired conditions are met, between the center of the transformer AT, the transformer KT and through the re-straightening tubes. RT.1 and RT.2, because these tubes are made conductive by the grids G to let the current flow in one direction or blocked. This straightening action occurs alternately in the two tubes.
He clearly understands that, if instead of the electron path, we consider the positive current, the direction of the current lines must be reversed.
As indicated in <I> ST, </I> the primary of the KT transformer has a T-Scott connection on the wires L.1, L.2 and L.3 of the three-phase distribution, so Obtain a phase-shifted voltage 90 times behind the voltage between L.1 and L.2. The grids of the tubes RT.1 and RT.2 are connected to the secondary of the transformer KT through a transformer KT.1 and resistors BR in series respectively. These resistors limit the gate current to a low value, their magnitude being of the order of 50,000 ohms.
The KT.1 transformer superimposes a small AC voltage on the basic negative bias (which comes from another circuit through lines 51, 52, as will be described), which produces a wavy bias whose waves are 90 lagging behind the anode voltage of the tubes RT.1 and RT.2, so that a gradual cut-off effect can be obtained for the rectified current by re-threading the total value of the gate bias in function of the wave voltage applied to the anode. This way of controlling the tubes can be more stable than what has.
hitherto been used for this type of apparatus and it constitutes one of the factors contributing to the improvements obtained, although it is not the only one.
The parts described above can be considered as the main circuit of the control grid rectifier, in which are included the tubes RT.1 and RT. <I> 2. </I> As indicated, the characteristic of these tubes is that a small change in the negative polarization of the grid (compared to, the cathode K_) produces a considerable variation in the. voltage required to initiate the discharge and hence in the fraction of each wave of alternating current which the tube passes. For example, at 5.1 volts of negative bias, the tube only becomes conductive with 200 volts of anode voltage, while at 5 volts, the tube passes current at 100 volts of anode voltage. anode.
Under such conditions, a change of only one volt on the gate potential produces a considerable change in the current which passes through the tube and, consequently, through the circuit comprising the winding <I> CL . </I> Since in many applications the voltage supplied to the control gate can vary between -1 and -6 volts, it is conceivable that means of obtaining a stable voltage are important in such applications, and it is with the aim of obtaining a stabilized control voltage that we have mounted the positive device ending with the wires 51 and 52 which bring the bias voltage to the G grills.
The voltage supplied by the generator .1L must be used to decrease or cancel the positive grid potential which must reach a determined value to allow the current to pass through the tubes RT.1 and RT.2. As long as the tubes are conductive, the. coil <I> CL </I> is energized to make the coupling effective, which depends on a defined value of the potential of the gates G. The voltage produced by -1L must be used to decrease the voltage of grid, in order to reduce the force transmitted by the magnetic coupling when the speed is. too big.
Therefore, the polarization of the grid must be made more negative, so as to block the tubes in the event that the speed of the generator becomes too great, and thus the increase in the speed transmitted by the coupling is avoided. .
On the other hand, if the generator voltage decreases as a result of a decrease in speed, the positive value of the gate potential must be increased, so that the tubes are made conductive, which increases the excitation and makes phis energizes the neck magnetic range, thereby increasing the speed, of the driven shaft.
The rectifier tubes RE.1 and RE.2 are of the two-plate type. RE.1 is used in a circuit for producing a direct reference voltage, its anode current being supplied by a transformer PL.1 supplied by the wires of line L.1, L.2.
The direct current circuit of this tube passes through point 7 of the transformer <I> PT, </I> the wire choke 15, point CP.2 (which is part of a correction circuit which will be described further) and then through the 2500 ohm speed adjustment potentiometer P.10, point CP.1, then to. through the di-beam tube 6 (between the anode A and the cathode KK), the point L, the 75 ohm potentiometer P.9, the midpoint of the transformer PL.1 to reach the plates of the tube RE. 1 and again at point 7 passing through the filament of this tube. The dotted lines in fig. 2 1 show the positive current path.
An 8 microfarad capacitor 14 is connected to this circuit to complete the filtering.
The circuit shown in the above paragraph produces the main reference voltage and is therefore subject to voltage variations between wires L.1 and L.2, which act through the transformer PL. 1. The purpose of the reference voltage correction circuit is to eliminate these voltage variations, because the above circuit, marked with dotted lines, is the voltage source connected by additional elements to points 54 and 58 d. 'an amplifier circuit. This amplifier circuit, in turn,
supplies the re-trainer circuit which performs the critical control of the gates G via wires 51 and 52.
It can also be mentioned that the amplifier circuit itself requires power from the line wires L.1 and L.2 (see transformer 0), and means of correcting the voltage are also employed in this circuit, as it is. will be explained later.
Potentiometer P.10 serves as a manually adjustable voltage bypass through which the dotted line circuit described above through tubes 6 and RE.1 applies voltage to the <I> GR </I> and GL of the amplifier tube 3.
The grids GR, GI. not being separated, the voltage between CP.1 and CP.2 is therefore distributed respectively between these points and the grids GR and GL. The branch circuit mentioned above is shown by the arrows in solid lines;
potentiometer arm P.10, points 55, BG, resistance of 100,000 ohms 19, points 56, 57, 58, 59, resistance of 250,000 ohms 23, grids GR and GL; 250,000 ohm resistance 24, points 53, 54, CP.1 and return to potentiometer P.10. In other words, proportionally adjustable voltages are derived between points CP.1 and CP.2 and applied to amplifier tube 3.
It is then the purpose of the regulation circuit to modify the effect of the adjusted voltage applied to the grids of the tube 3 according to the operation of the generator AL driven by the shaft D of the coupling C.
A negative potential is supplied by the action of tube RE.2 in the regulation circuit supplied by transformer PL.2 connected to generator AL. The positive current circuit for this tube leaves its anodes to arrive at its cathode through point BG, resistors 19 and 18 (100,000 and 40,000 respectively), point ED and the middle of transformer PL.2, a filter capacitor of a microfarad being connected at 70 to this circuit.
The potential produced by tube RE.2 is directly proportional to the voltage of the generator <I> AL, </I> and this gives the means sought to carry out the regulation command at point BG, with the auxiliary manual adjustment given by potentiometer P.10.
Thus, a reference voltage can be chosen by adjusting the potentiometer P.10 which determines the speed of the shaft of the coupling at which the tubes become active or inactive depending on the speed variation.
The connection with the tubes RT.1 and RT.2 is made through an amplifier circuit which will be described, but the point which must be made clear here is that the gate polarization potential thus established by the reference voltage circuit through the tube RE.1 is modified in accordance with the action of the generator <I> AL </I> through, through the regulation circuit. The reference voltage which is subject to fluctuations in the voltage of the line is corrected by devices which will be described.
We can now note that the cathodes of the tubes 6 and RE.2 are heated by a circuit C coming from the transformer 0 whose primary is connected to the line wires <I> L.1, L. 2. </I> This circuit. The heater also supplies current to the cathode 1 of a re-straightening tube 30 and to the cathode of the tube 3 of the resistor bridge in the amplifier circuit.
The rectifier tube 30 of the amplifier circuit supplies the direct current for the amplification. The cathode 31 of this tube is at the origin of the current which passes through the filter choke 28, the resistance of 500 ohms 32, the resistors of <B> 100,000 </B> ohms each 25 and 26 which act as a divider voltage to supply the current to the two anodes L and R of the tube of the amplifier of the resistor bridge.
From these anodes L and R, the circuit is completed through the cathode 31, the 2200 ohm resistor 22, the point 41, <B> there </B> resistor of 5000 ohms 42 and the midpoint of the transformer TR . The 40 microfarad 80 capacitor connected to this circuit comprises the filtering with the limiter tube \? 9. The primary of the TR transformer is connected to the LA and L wires. 2.
This circuit provides a potential through the tube 3 and from there controls the grids G of the tubes Ri '. <I> 1 </I> and RT.2. This potential is brought by wires 51 and 52 to the following circuit: midpoint of transformer KTA, resistors <I> BR, </I> grids G, cathodes K and middle of transformer <I> KT. </I> Although the potential of the gates G is always in the same direction, but variable, tube 3 will bring this potential to the desired value, depending on whether the current passes through the left or right anode of tube 3, as well as it emerges from the following explanation:
A positive potential is maintained on the right GR grid of tube 3, the circuit being as follows: CP.2, P.10, points 55 and BG, resistance 19, points 56, 57, 58, 59, resistance 23 of 250,000 ohms, GR and GL grids, resistance of 250,000 ohms 24, points 53, 54 and CP.1. Given its large value (100,000 ohms), resistor 26 cannot provide sufficient current and the potential of the wires connected to the anode R falls when the tube 3 becomes conductive.
This produces a negative potential all along the circuit going to the cathodes K of the tubes RT.1 and RT.2. As a result, the gates G of these tubes are at a positive potential with respect to the cathodes. Therefore, RT.1 and RT.2 tubes allow more current to flow to tighten the coupling of the coupling.
If the shaft-driven D accelerates, which results in an increase in the voltage of the generator AL, the potential difference across the terminals of the 40,000 ohm resistor 18 increases and it follows that the potential of the gates < I> GR </I> and GL is immediately reversed by the current flowing through the capacitor of two 20 microfarads.
The inversion circuit is as follows: positive coming from the cathode of RE. 2, BG, 55, P.10, C_ P.1, 54, 53, <I> 24, </I> GL. <I> GR, </I> 58, 57, 18, ED and midpoint of the secondary of PL.2. This chi-po tential inversion of the GL and <I> GR </I> grids reverses the action of tube 3 on tubes RT.1 and RT.2 and blo these tubes as follows:
in tube 3, the left grid GL becomes positive and the anode L, because of resistor 25, drops the potential of the circuit which is connected to it and which includes the grids G of tubes RT.1 and RT.2 . These turn negative, which locks the tubes until the speed of the driven shaft decreases enough to drop the voltage of the AL generator, after which the cycle begins again for a small change in speed, in order to ensure regularization.
When a positive potential is applied to the <I> GR </I> or GL grids, the effect is increased by the fact that the other grid becomes negative. Therefore, when the R plate is positive, the L plate is negative and vice versa, and these plates cooperate to control the potential of the G grids. This can easily be seen by examining the respective connections of the G grids and the K cathodes. Thus, we see that the tube 3 is always in action to open or close the tubes RT.1 and RT.2 in response to the regulation voltage supplied by the generator <I> AL. </I>
To clarify this point, we can say, by referring to the circuit of the generator, that the main part of this circuit is that which is indicated in RE.2. BG, 19, 56, 18, ED and the middle of PL.2. However, there is a circuit parallel to this main circuit which begins at BG and passes through 55, the potentiometer P.10, points CP.1, 54, 53, resistor 24, grids GL and <I> GR, </I> resistor 23, points 59, 58, 57, capacitor 20 or resistor 18,
and finally arrives at point ED which is the negative of the two parallel circuits.
In opposition to the parallel circuits i above, another circuit can be drawn, which has its positive origin au. potentiometer P.10 and passes through points 55, BG, resistor 19, points 56, 57, 58, 59, resistor 23 and the grid GR. This circuit continues through tube 3, resistor 24, points 53, 54, CP.1, which closes the circuit through tube 3 to tube RE.1, as has already been described.
It can thus be seen that if the circuit through tube 6 causes tube 3 to be a conductor, this effect can be counterbalanced by the action of the circuit associated with the generator <I> AL. </I> This amounts to saying that the potentials of the GL and <I> GR </I> grids are reversed when the speed of the generator increases sufficiently.
Thus, the circuit associated with the tube 6 constantly tends to make the tubes conductive when this circuit is active, while the circuit of the generator <I> AL </I> tends, on the contrary, when it acts, to block. the tubes.
In addition, the effect which occurs in the tube 3 is amplified, so as to increase the voltage in accordance with the operation of the tube, which voltage is brought to the gates of the main tubes RT.1 and RT.2. Therefore, the rectifier tube 30 provides a voltage which is much higher than that supplied by the <I> AL generator. </I> Therefore,
a slight change in the voltage of the generator AL will bring about a much greater change in the voltage coming from the tube 3, and it is this last variation which is brought to the grids of the tubes RT.1 and RT.2. Consequently, it can be seen that the tube 3 and its rectifier tube 30, together with their wiring, constitute an amplifier circuit, resulting in an increase in the sensitivity with which the regulation system will react against any change in speed;
regulation is thus improved.
Bridging the circuit between tubes 30 and 3 is a cold cathode tube 29 (known as N VR.105). This tube constitutes an automatic leakage resistor and its characteristics are such that it causes a relative short circuit when subjected to potentials exceeding a certain value.
Therefore, if the voltage of the tube 29 rises above its normal value (due, for example, to fluctuations in the line voltage), the tube becomes conductive and draws sufficient current from the circuit to which it is connected. to bring the voltage back to the desired constant value.
Another cold cathode tube 11 is placed on the tube output circuit RK.1 (which is also the supply circuit for tube 6). This circuit is indicated by dotted arrows in fig. 2;
it is the same which supplies the current to the points CP.1 and CP. <I> 2 </I> which lead to the adjustment potentiometer P.10. This tube 11 also constitutes an automatic leakage resistor to reduce voltage fluctuations from the line.
The screen grid SG of the tube 6 is fed through the resistor 13 of 12,000 ohms. It is understood that any increase in the positive voltage of the source of the gate potential would cause the increase in the voltage of the screen gate SG. This would cause the anode current to increase in the th tube 6. Therefore, the screen grid voltage must be kept constant. Increasing the anode current would cause an increased voltage to be applied to point 13. A, which needs to be corrected. c A cold cathode tube 12 is connected between point 13.
A connected to the cathode KK and points 92 and 91 of the potentiometer P.9, which is connected to the grid CG. Thus, part of the current from line 13, 13.A, SG passes directly through tube 12 and arrives at points 92, 91 of potentiometer P.9. The potential of the cathode KK is raised since the positive current coming from point 13.A has been led directly to point 91. This means that the voltage of P.9 and of the grid CG is lowered compared to KK. . The control grid is made more negative compared to the KK cathode which is made more positive.
On the other hand, the voltage of the screen grid SG has been slightly increased, although this voltage has been substantially regulated by the current flowing in the tube 12. Therefore, the potentiometer P.9 must be adjusted accordingly. that an increase in the voltage of the screen grid is accompanied by a decrease in the voltage of the control grid CG.
Thus, by compensating for an increase in the voltage of the screen-grid SG by a drop in potential of the grid CG, a more constant current is obtained between the points CP.1 and CP.2 despite the fluctuations in the voltage of the line.
By making these adjustments, artificial variations in voltage can be created in the reference voltage circuit that exceed the variations likely in practice. A milliammeter (not shown) placed in series with tube 11 would show any changes in current through this tube in response to artificial changes in voltage. The potentiometer P.9 is then adjusted so that these variations in current disappear, which indicates that any increase in the voltage of the screen grid is exactly compensated by a decrease in the potential of the grid CG.
The magnitude of the voltage variations which can be compensated for is plus or minus 30% without any movement of the milliammeter needle being perceptible.
Thus, the tube 11 constitutes a leakage circuit regulating the anode voltage, and the tube 12 constitutes a circuit regulating the potential of the control grid.
Assuming the normal voltage is 105 volts and rises to 106 volts across one of those VR.105 tubes, the current ranges from 0.0075 to 0.025 amps. Since in the circuit including tube 6 the total current is only 0.080 amps, it can be seen that there is little tendency for voltage to increase in such a circuit. Any increase is prevented by the large current flowing through the type VR tube. 105. Thus, the effect of the tubes 11, 12 and 29 is to maintain constant tensions in the wires 51 and 52 which end at the gates of the rectifier.
Since a substantially constant voltage is obtained at the screen grid of tube 6, small changes in the plate voltage cause only minimal variations in the current flowing through the tube. Ordinarily, an increase in the plate voltage would cause an increase in the voltage of the screen grid; here, the tube 12 constitutes a voltage regulator for the screen grid of the tube 6. In the present case, the tube 6 acts as a current regulator.
If the current flowing through potentiometer P.10 is constant, the desired voltage drop across the terminals (this potentiometer will remain constant, which means that the base voltage of the gates of RT.1 and RT.2 will be constant, whatever the voltage variations of the line <I> L.1, L.2, L.3. </I> It should be understood however that the adjustment of the potentiometer P.10 determines the voltage of the rectifier circuit against which the phonetic regularization circuit.
It should also be remembered that the total current consumption in the grid circuit of tube 3 is so small, of the order of 2 to 5 microamperes, that the flow rate of the regulation system is not materially affected.
The commercial designations of the tubes used are as follows <I> Ri '. 1 </I> and RT.2. . . . . . . . . EL C6J 3 <B>. . . . . . . . . . . . . . . . . </B> 6N7 5 and 30. . . . . . . . . . . . . 6X5GT 6. . . . . . . . . . . . . . . . . 1622 7. . . . . . . . . . . . . . . . . 5U46 11, 12 and 29. . . . . . . . . . VR 105 It should be understood that an ordinary screen grid tube may be substituted for the directed beam tube 6, but the latter is preferable.
An embodiment of the governor according to the invention has made it easy to obtain a speed reduction in the considerable ratio of 60 to 1 and a speed regulation of 3% under such conditions. With a more moderate speed ratio, for example from 10 to 1, the speed regulation could be kept at 1 or 21 / o depending on the variations in the load.
Regarding the deviation of speed at constant load from the desired speed, the circuit described can provide a deviation of less than 0.10%.
Given the above, it can be seen that the various aims of the invention are achieved and that other advantageous results are obtained.