Dispositif de contrôle de la vitesse du moteur de travail d'un groupe Léonard. Les groupes Léonard classiques cornpreri- nent, comme on le sait, un moteur de travail à courant continu dont on fait varier la vi tesse en réglant la tension de la génératrice qui l'alimente. Pour augmenter l'étendue de la gamine des vitesses du moteur, il arrive souvent qu'on agisse aussi sur le champ du moteur.
Dans ce cas, l'équipement électrique de contrôle de la vitesse du moteur comporte deux rhéostats l'un pour le réglage du cou rant d'excitation de la. génératrice et l'autre pour le réglage du courant d'excitation du moteur. (.'es deux rhéostats sont le plus sou vent solidaires mécaniquement et agissent électriquement l'un après l'autre. Dans ces conditions, le moteur de travail du groupe fonctionne à couple constant dans la partie inférieure de la gamme de vitesses et ensuite à puissance constante dans l'autre partie de la gamine de vitesses.
Le moteur change donc brusquement de caractéristique mécanique de fonctionnement pour un certain point de l'échelle des vitesses, ce qui ne correspond à aucune exigence mécanique. lie fonctionne ment (lu moteur devrait même suivre de pré férence une loi continue.
De plus, les rhéostats utilisés peuvent être soit du type à plots, soit. du type à curseur frottant sur des fils bobinés sur tubes iso lants.
Les rhéostats doubles du premier type eon- cluisent à une réalisation mécanique assez compliquée et, par suite de la présence des plots, à une variation par paliers successifs des résistances des circuits d'excitation et, par conséquent, à une variation par paliers suc cessifs correspondants de la valeur de la vi tesse. Les rhéostats du deuxième type per mettent une variation continue de la résis tance, mais ils doivent comporter chacun un certain nombre de sections de fils résistants de grosseurs différentes pour tenir compte des intensités différentes du courant. qui les parcourt., suivant la position du curseur, ce qui est une source de difficulté dans leur réalisation.
En outre, les sections de fil les plus faibles sont particulièrement fragiles et sujettes à rupture, ce qui est une cause de panne de toute l'installation.
Pour remédier à. ces inconvénients, on a déjà utilisé un dispositif de contrôle à rhéostat unique permettant une variation de vitesse continue du moteur à couple et. à puis sance variables dans toute l'étendue de la gamme de vitesses. De plus, le fil résistant est. à section constante et relativement grosse sur toute la longueur du rhéostat.
Suivant cette disposition, les inducteurs à excitation indépendante de la génératrice et du moteur de travail du groupe sont branchés en série les tins par rapport aux autres sur une ligne d'alimentation entre les deux fils de laquelle est monté un potentiomètre muni d'au moins un curseur relié au point com mun auxdits inducteurs. Cependant, dans ces conditions, pour un réglage donné du curseur du potentiomètre, le moteur démarre sous champ très réduit, ce qui n'est pas recommandable.
L'invention a pour objet un dispositif de contrôle de la vitesse du moteur de travail d'un groupe Léonard du type ci-dessus, dans lequel les inconvénients précités sont élimi nés par le fait qu'il comporte des organes auxiliaires régulateurs de champ assurant une valeur minimum des champs inducteurs de la génératrice et du moteur respectivement lorsque le curseur du potentiomètre se trouve à une extrémité de sa course et à l'autre res pectivement, la connexion précitée entre la sortie de l'inducteur de la.
génératrice et le curseur comportant un interrupteur de cur seur, et une seconde connexion munie d'un interrupteur de plein champ étant prévue entre l'entrée de l'inducteur du moteur et un point du potentiomètre qui correspond au champ maximtun du moteur, tandis qu'au moins un dispositif à conductibilité asymétri que est inséré entre la sortie de l'inducteur de la génératrice et l'entrée de l'inducteur du moteur.
La fig. 1 est un schéma d'un dispositif connu de contrôle d'un groupe Léonard. Les fig. 2 à 4 sont des schémas de trois modes de réalisation de l'invention.
Les fig. 5 et 6 sont des graphiques mon trant les caractéristiques de fonctionnement d'un moteur de travail d'un groupe Léonard suivant la technique connue.
La fig. 7, enfin, est un schéma d'un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel on utilise un potentiomètre à plusieurs cur seurs.
En se référant à la fig. 1, on va d'abord décrire un dispositif d'un type connu, afin de faciliter la compréhension des caractéristi ques de l'invention. Sur cette figure, on a représenté très schématiquement la généra trice et le moteur de travail d'un groupe Léonard.
L'induit et les inducteurs à excita tion indépendante de la génératrice sont. dési gnés respectivement sur cette figure par C= et g, tandis que l'induit et les inducteurs à excitation indépendante du moteur de travail sont désignés respectivement par 1Z et ni. On voit sur ce dessin qu'on a adopté une repré sentation très simplifiée du groupe Léonard, puisqu'on n'a fait figurer ni le moteur d'en traînement du groupe, ni la ou les excita- trices, ni les dispositifs de freinage et d'in version éventuelle du sens de rotation du mo teur 111,
ni le schéma de 1-'appareillage de contrôle automatique avec ses contacteurs, qui sont habituellement utilisés. Le dessin ne com porte que les éléments nécessaires à la com préhension du dispositif de contrôle. Mais il est bien évident que ce dispositif pourrait être appliqué au contrôle de tout groupe Léonard complété et perfectionné suivant les derniers progrès de la technique.
Les inducteurs<I>g</I> de la génératrice et in du moteur sont. branchés en série aux bornes d'un réseau d'alimentation dont les deux fils de ligne sont. référencés Ll pour le pôle posi tif et L2 pour le pôle négatif. Ce réseau d'ali mentation peut être relié, par exemple, à une excitatrice du groupe ou à toute autre source convenable de courant continu.
Un potentio mètre<I>Rh</I> est relié par ses bornes extrêmes cc et b aux pôles positif et négatif respective ment du réseau d'alimentation L1-L2, tandis que son curseur C est. relié au point d com mun aux inducteurs g de la génératrice et 7n du moteur.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit, est le suivant Lorsque le curseur C du potentiomètre est sur la borne a, les inducteurs g de la généra trice sont court-circuités, tandis que les induc teurs m du moteur se trouvent branchés di rectement aux bornes du réseau L1-L2, de soi-te que le moteur JI se trouve sous plein champ. Si donc la, génératrice du groupe est entraînée en rotation à sa vitesse de régime, étant donné que ses inducteurs sont court-cir cuités, elle ne fournit aucune tension et, par conséquent, le moteur JT reste immobile.
En déplaçant le curseur C du potentiomètre Rh vers l'autre extrémité b de la résistance dudit potentiomètre, on permet. à. un courant. crois sant de s'établir dans les inducteurs ' de la génératrice, courant. qui, à. la sortie d de ces inducteurs se partage en deux parties dont l'une traverse les inducteurs m. du moteur et dont l'autre passe dans la. portion Cb du po tentiomètre. Lorsque la tension de la généra trice est. suffisante, le moteur 17 démarre sous un champ très voisin du champ maximum.
Au fur et à mesure que l'on rapproche le cur seur C de l'extrémité b du potentiomètre, l'in tensité du courant augmente dans les induc teurs g de la génératrice, tandis qu'elle dimi nue dans les inducteurs 7n du moteur; autre ment dit, la tension de la génératrice G aug mente pendant que le flux du moteur 11 di minue, la vitesse de ce dernier croît donc pro gressivement. A chaque position du curseur C correspond donc une vitesse de régime déter minée du moteur 31.
Les fig. 5 et 6 représentent des graphiques IIp et IIc de la puissance et du couple res pectivement en fonction de la vitesse, dans un groupe du type représenté sur la fig. 1.
Dans les systèmes connus les plus courants, on fait. croître la vitesse du moteur de travail des groupes Léonard d'abord en augmentant la tension de la génératrice qui l'alimente, de sorte que, dans la première partie de la gamme de vitesses N1-N2 portée en abscisses sur les graphiques des fig. 5 et 6, le moteur travaille à couple constant (voir la ligne pointillée C'o-C"o sur la fig. 6), c'est-à-dire que sa puissance P (portée en ordonnées sur le graphique de la fig. 5)
est proportionnelle à sa vitesse<I>N</I> (voir la ligne pointillée p1-p'o sur la fig. 5) ; puis, pour faire croître davan tage la vitesse du moteur, on réduit son champ progressivement en maintenant. cons tante sa tension d'alimentation. Dans cette deuxième partie (N2-N3) de la gamme de vitesses, le moteur travaille donc à la puis sance constante Po (voir ligne pointillée I)'o-p)"o sur la fig. 5), c'est-à-dire que son couple diminue au fur et à mesure que sa vi tesse croît (voir ligne pointillée C"o-C1 sur la fig. 6).
La courbe II) des variations de la puissance du moteur de travail d'un groupe Léonard en fonction de sa vitesse se présente donc habituellement sous la forme d'une ligne brisée p1-po-p"o (fig. :5), tandis que la courbe correspondante<B>le</B> du couple se pré sente sous la forme de la ligne brisée C'o-C"o-C1 (fig. 6).
On remarquera qu'avec le dispositif repré senté sur la fig. 1, du fait que le champ de la génératrice augmente d'une façon continue et permanente en même temps que celui du moteur diminue et vice versa, les caractéris tiques de fonctionnement du moteur sont. des courbes continues telles que la courbe III) représentée en trait plein sur la fig. 5 pour la caractéristique de puissance et la courbe IIc représentée en trait plein sur la fig. 6 pour la caractéristique de couple.
Cependant, avec cette disposition connue, si l'on voulait démarrer le moteur lorsque le curseur C du potentiomètre occupe la posi tion représentée sur la fig. 1, le démarrage ne serait pas assuré sous le plein champ du moteur, ce qui est un inconvénient.
Pour obvier à cet inconvénient, il faudrait. au moment du démarrage rétablir le plein champ sur le moteur en reliant temporaire ment le point<I>d</I> au point<I>a,</I> mais alors les inducteurs g de la génératrice seraient court- circuités et, celle-ci ne pouvant alors fournir aucune tension au moteur, le démarrage ne pourrait pas s'effectuer.
D'autre part, si l'on amenait le curseur C jusqu'à l'extrémité b du potentiomètre, les inducteurs m du moteur seraient complète ment court-circuités, le champ du moteur se trouverait presque annulé et réduit simple ment au rémanent, de sorte que le moteur s'emballerait, ce qui n'est pas acceptable.
Pour remédier à ces inconvénients, on a prévu des moyens pour assurer un minimum d'excitation à la génératrice et au moteur respectivement lorsque le curseur C se trouve à une extrémité de sa course ou à l'autre.
Sur la fig. 2, on a représenté un mode de réalisation de l'invention muni de tels moyens. Sur cette figure, on retrouve les mêmes élé ments principaux que sur la fig. 1 avec les mêmes lettres de référence; mais on y a d'abord ajouté des moyens constitués par des inducteurs auxiliaires g1 et ml respective- ment sur la -énératrice et sur le moteur, des tinés à assurer un minimum constant d'am pères-tours d'excitation sur chacune de ces deux machines.
Sur le dessin, on a représenté ces inducteurs auxiliaires g1 et ml branchés aux bornes de la même ligne Ll.-L que les inducteurs principaux g et rn, mais il est bien évident. qu'on pourrait utiliser toute autre source d'alimentation pourvu que les inducteurs indépendants soient. parcourais par le courant constant convenable.
En outre, on a ajouté également au dispo sitif de la fig. 1, une connexion entre l'entrée e des inducteurs in du moteur et le point.<I>a.</I> du potentiomètre avec interposition d'un interrupteur Il, un interrupteur 12 étant également. intercalé dans la liaison<I>Cd</I> du curseur du potentiomètre et une cellule S à conductibilité asymétrique étant prévue entre la sortie d des inducteurs g de la génératrice et l'entrée e des inducteurs nt du moteur; cette cellule est polarisée de telle faon que le cou rant puisse passer seulement dans le sens d-e.
Le fonctionnement, de ce dispositif est analogue à celui de la fig. 1. On remarquera simplement que, lorsque le curseur C . se trouve à l'extrémité a du potentiomètre, le moteur se trouve sous plein champ et le champ de la génératrice est à. sa valeur mi nimum, produite par ses inducteurs auxi liaires g1. Dans ces conditions, on peut faire démarrer le moteur convenablement.
D'autre part, lorsque le curseur C se trouve à l'extrémité b du potentiomètre, le champ de la. génératrice est. à sa valeur maxi mum et le champ du moteur à la valeur mi nimum assurée par les inducteurs auxiliaires inl du moteur pour produire la vitesse maxi mum désirée du moteur et éviter ainsi l'em ballement auquel on serait. arrivé en utilisant le schéma simplifié connu de la. fig. 1.
Grâce aux interrupteurs de curseur et de plein champ 12 et Il respectivement, il est possible, tout en maintenant le curseur C dans la. position correspondant à. la vitesse de ré gime choisie, de faire démarrer le moteur sous plein champ. En effet, il suffit polir cela d'ouvrir l'interrupteur 1'_' et. (le fermer l'iti- terrupteur Il.
Si l'on alimente alors le réseau L1-L?, les inducteurs ni du moteur sont par courus, à travers l'interrupteur Il, par le courant d'excitation maximum, tandis que les inducteurs auxiliaires g1 de la génératrice continuent à être alimentés et à. fournir du champ à la génératrice; le démarrage du mo teur s'effectue sous plein champ. Pour passer à la vitesse de régime, il suffit simplement de fermer l'interrupteur 12 et d'ouvrir l'inter rupteur Il.
On se trouve alors sensiblement dans les conditions de fonctionnement expo sées plus haut en se référant à la fig. 1. On remarquera que la présence de la cellule :8' à conduetibilité asymétrique s'oppose à ce que la portion a -C du potentiomètre soit court- eircuitée par la fermeture éventuelle simulta née des interrupteurs Il et 12.
On a représenté sur la fig. 3 une variante (lu schéma de la fig.
Sur cette figure, on retrouve les mêmes éléments que sur la fi,-. ?, avec les mêmes lettres de référence. La seule différence avec le mode de réalisation de la fi-. ? réside dans le fait que les moyens pour assurer un mini mum d'excitation à la génératrice et au mo teur respectivement lorsque le curseur se trouve à une extrémité de sa course ou à l'au tre respectivement, au lieu d'être constitués par les enroulements auxiliaires fll et in]. sont. constitués par des butées a.1 et b1 dispo sées au voisinage des extrémités<I>a</I> et<I>b</I> du potentiomètre pour limiter la course du cur seur C.
Celui-ci ne peut alors s'engager ni sur la portion a-1-a du potentiomètre Rh, ni sur la portion bl-b.
Grâce à cette disposition, si l'on alimente le réseau Ll-L2, les inducteurs in. du moteur sont. parcours, à travers l'interrupteur Il, par le courant d'excitation maximum, tandis que les inducteurs g de la génératrice sont parcourus par un courant défini par la posi tion du point al sur le potentiomètre; le dé marrage du moteur s'effectue sous plein champ. Pour passer à la vitesse de régime, il suffit. simplement de fermer l'interrupteur 12 et d'ouvrir l'interrupteur Il. On se trouve alors sensiblement dans les conditions de fonc tionnement exposées plus haut en se référant à la fig. 1.
On remarquera que la présence de la cellule S à conductibilité asymétrique s'oppose à ce que la portion ad.-(" du poten tiomètre soit court-circuitée par la fermeture éventuelle simultanée des interrupteurs Il. et 12. Les portions de résistance al.-(t et bl-b permettent de maintenir, en fin de course du curseur C, un courant d'excitation minimum dans les inducteurs g et m respectivement.
On a représenté sur la fig. 4 un schéma un peu plus complet. sur lequel figurent une résistance Rg et. une résistance Rm qui déter minent les courants d'excitation minima dans les inducteurs d de la génératrice et dans les inducteurs nz du moteur respectivement.
Ces résistances jouent respectivement le rôle des portions @c-a.l. et b-b1 du potentiomètre (fig. 3) ; elles permettent. de conserver au curseur<B>C</B> la totalité de sa course le long du fil résistant depuis le point ci jusqu'au point. b et facilitent beaucoup l'étalonnage du dis positif. Sur la fig. 4-, on peut voir aussi deux résistances RTçl et, RTrrc qui déterminent les courants d'excitation maxima de la généra trice et du moteur respectivement.
On remarquera, que, lorsque le curseur C se trouve à l'extrémité<I>a</I> du potentiomètre<I>Rh,</I> position qui correspond à, la vitesse minimum du moteur, le courant qui traverse L'interrup teur 12 pour se rendre dans les inducteurs 7n du moteur traverse également la cellule S à conductibilité asymétrique, alors que le cou rant qui, au moment du démarrage, traverse l'interrupteur Il se rend directement. à l'en trée e (les inducteurs in du moteur.
Etant donné que la cellule b" présente une certaine résistance propre, il en résulte que les deux courants auraient une valeur différente, ce qui conduirait à provoquer deux valeurs dif férentes de la vitesse minimum du moteur suivant que l'interrupteur utilisé serait Il ou 12. Pour remédier à cet inconvénient, on a clone inséré une résistance R dans le cir cuit de l'interrupteur Il, la valeur ohmique de cette résistance étant déterminée en fonc tion de la résistance de la cellule S pour obte- nir la même vitesse du moteur dans les deux conditions qui viennent d'être précisées.
Dans le cas général, pour avoir l'étendue de vitesse maximum, on ne fermera l'inter rupteur Il. que pendant les périodes de dé marrage, seul moment où le moteur travaillera sous plein champ; dans ces conditions, l'in terrupteur Il. sera toujours ouvert pendant que l'interrupteur 12 sera fermé et vice versa.
On remarquera. toutefois que si l'on main tient fermé en permanence l'interrupteur 11, ainsi que l'interzapteur 12, on pourra modi fier la sensibilité de variation de vitesse, puis que, pour la même course totale du curseur sur le potentiomètre, on aura une variation de vitesse moindre, étant donné qu'on ne jouera plus simultanément sur l'excitation de la génératrice et sur celle du moteur, ce der nier travaillant tout le temps sous plein champ.
Lorsque le groupe Léonard est destiné, par exemple, à. entraîner des machines-outils pré sentant un cycle automatique, il est. intéres sant de pouvoir disposer de plusieurs vitesses de régime distinctes et réglables individuelle ment. Dans ce but, on est conduit à disposer sur le potentiomètre plusieurs curseurs tels que C2, C3, C4, comme on l'a représenté sur la fig. 7.
Comme il faut toujours un certain temps, aussi court soit-il, pour que des contacts tels que 12,<I>13,</I> 14 s'ouvrent ou se ferment-, dans le but d'éviter que des portions parfois très importantes du potentiomètre puissent être court-circuitées pendant les courts instants où plusieurs de ces contacts se trouveraient si multanément en position de fermeture, on a prévu, dans l'exemple représenté sur la fig. 7, que la liaison de chacun des curseurs était assurée au moyen de deux cellules à conduc tibilité asymétrique telles que 52-S'2 pour le curseur C2 par exemple, toutes les cellules étant disposées dans le même sens par rapport au réseau d'alimentation Ll--L2. On voit qu'avec cette disposition,
même si plusieurs des contacts 12, 13, 14 se trouvent simultané ment en position de fermeture, le courant ne peut. pas passer d'un curseur à, l'autre en de- hors du fil résistant du potentiomètre par les points d2, d3, d4; il se trouvera toujours arrêté par l'une ou l'autre des cellules à con- ductibilité asymétrique.
Bien entendu, l'invention n'est. pas limi tée aux modes de réalisation décrits et repré sentés qui n'ont été donnés qu'à. titre d'exem ples. C'est. ainsi qu'on a supposé le potentio mètre constitué par un fil résistant bobiné sur un tube isolant, mais il est bien évident qu'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant un potentiomètre réalisé de toute autre façon, par exemple au moyen d'un cur- seur pouvant frotter sur des plots réunis entre eux par des résistances appropriées.
Device for controlling the speed of the working motor of a Leonardo group. The classic Leonardo groups comprise, as we know, a direct current working motor, the speed of which is varied by adjusting the voltage of the generator which supplies it. To increase the range of engine speeds, it often happens that we also act on the engine field.
In this case, the electric motor speed control equipment has two rheostats, one for adjusting the excitation current of the. generator and the other for setting the motor excitation current. (.'es two rheostats are most often mechanically integral and act electrically one after the other. Under these conditions, the working motor of the group operates at constant torque in the lower part of the speed range and then at constant power in the other part of the gamine of speeds.
The motor therefore suddenly changes its mechanical operating characteristic for a certain point on the speed scale, which does not correspond to any mechanical requirement. it works (the motor should even preferably follow a continuous law.
In addition, the rheostats used can be either of the studded type or. of the slider type rubbing on wires wound on insulating tubes.
The double rheostats of the first type result in a fairly complicated mechanical construction and, as a result of the presence of the pads, in a variation in successive stages of the resistances of the excitation circuits and, consequently, in a variation in successive stages corresponding to the speed value. The rheostats of the second type allow a continuous variation of the resistance, but they must each comprise a certain number of sections of resistant wires of different sizes to take account of the different intensities of the current. which traverses them., according to the position of the cursor, which is a source of difficulty in their realization.
In addition, the weakest wire sections are particularly fragile and prone to breakage, which is a cause of failure of the entire installation.
To remedy. These drawbacks, we have already used a single rheostat control device allowing a continuous speed variation of the torque motor and. at variable power throughout the entire speed range. In addition, the resistant wire is. constant section and relatively large over the entire length of the rheostat.
According to this arrangement, the inductors with independent excitation of the generator and of the working motor of the group are connected in series with the ends with respect to the others on a supply line between the two wires of which is mounted a potentiometer provided with at least a cursor connected to the point common to said inductors. However, under these conditions, for a given setting of the potentiometer slider, the motor starts under a very reduced field, which is not recommended.
The subject of the invention is a device for controlling the speed of the working motor of a Leonardo group of the above type, in which the aforementioned drawbacks are eliminated by the fact that it comprises auxiliary field regulating members. a minimum value of the inductor fields of the generator and of the motor respectively when the cursor of the potentiometer is at one end of its stroke and at the other respectively, the aforementioned connection between the output of the inductor of the.
generator and the cursor comprising a cur sor switch, and a second connection fitted with a full field switch being provided between the input of the motor inductor and a point on the potentiometer which corresponds to the maximum field of the motor, while 'at least one asymmetric conductivity device that is inserted between the output of the inductor of the generator and the input of the inductor of the motor.
Fig. 1 is a diagram of a known device for controlling a Leonardo group. Figs. 2 to 4 are diagrams of three embodiments of the invention.
Figs. 5 and 6 are graphs showing the operating characteristics of a work motor of a Leonardo group according to the known technique.
Fig. 7, finally, is a diagram of another embodiment of the invention in which a potentiometer with several cursors is used.
Referring to fig. 1, we will first describe a device of a known type, in order to facilitate understanding of the characteristics of the invention. This figure shows very schematically the generator and the work engine of a Leonardo group.
The armature and the inductors with independent excitation of the generator are. denoted respectively in this figure by C = and g, while the armature and the inductors with independent excitation of the working motor are denoted respectively by 1Z and ni. We see in this drawing that we have adopted a very simplified representation of the Léonard group, since neither the group's traction motor, nor the exciter (s), nor the braking devices have been shown. and possible change of the direction of rotation of the motor 111,
nor the diagram of the automatic control apparatus with its contactors, which are usually used. The drawing contains only the elements necessary for the understanding of the control device. But it is quite obvious that this device could be applied to the control of any Leonardo group completed and perfected according to the latest technical progress.
The inductors <I> g </I> of the generator and in of the motor are. connected in series to the terminals of a supply network where the two line wires are. referenced Ll for the positive pole and L2 for the negative pole. This power supply network can be connected, for example, to an exciter of the group or to any other suitable source of direct current.
A <I> Rh </I> potentio meter is connected by its extreme terminals cc and b to the positive and negative poles respectively of the supply network L1-L2, while its cursor C is. connected to the common point with inductors g of the generator and 7n of the motor.
The operation of the device which has just been described is as follows When the cursor C of the potentiometer is on terminal a, the inductors g of the generator are short-circuited, while the inductors m of the motor are connected di directly at the terminals of the L1-L2 network, so that the JI motor is in full field. If, therefore, the generator of the group is driven in rotation at its operating speed, since its inductors are short-circuited, it does not supply any voltage and, consequently, the motor JT remains stationary.
By moving the cursor C of the potentiometer Rh towards the other end b of the resistance of said potentiometer, it is possible. at. current. believing to settle in the inductors of the generator, current. who has. the output d of these inductors is divided into two parts, one of which passes through the inductors m. of the engine and the other of which passes into the. portion Cb of the potentiometer. When the voltage of the generator is. sufficient, the motor 17 starts under a field very close to the maximum field.
As we move the cursor C closer to the end b of the potentiometer, the intensity of the current increases in the inductors g of the generator, while it decreases in the inductors 7n of the motor. ; in other words, the voltage of the generator G increases while the flow of the motor 11 decreases, the speed of the latter therefore increases progressively. Each position of the cursor C therefore corresponds to a determined engine speed 31.
Figs. 5 and 6 represent graphs IIp and IIc of power and torque respectively as a function of speed, in a group of the type shown in FIG. 1.
In the most common known systems, this is done. increase the speed of the Leonardo groups working motor by first increasing the voltage of the generator which supplies it, so that, in the first part of the range of speeds N1-N2 shown on the abscissa in the graphs of fig. 5 and 6, the motor works at constant torque (see the dotted line C'o-C "o in fig. 6), that is to say that its power P (plotted in ordinates on the graph of fig. . 5)
is proportional to its speed <I> N </I> (see the dotted line p1-p'o in fig. 5); then, to increase the speed of the motor more, its field is gradually reduced while maintaining. constant its supply voltage. In this second part (N2-N3) of the speed range, the motor therefore works at constant power Po (see dotted line I) 'op) "o in fig. 5), that is to say that its torque decreases as its speed increases (see dotted line C "o-C1 in fig. 6).
The curve II) of the variations in the power of the working motor of a Leonardo group as a function of its speed is therefore usually presented in the form of a broken line p1-po-p "o (fig. 5), while that the corresponding curve <B> le </B> of the torque is presented in the form of the broken line C'o-C "o-C1 (fig. 6).
It will be noted that with the device shown in FIG. 1, because the field of the generator continuously and permanently increases at the same time as that of the motor decreases and vice versa, the operating characteristics of the motor are. continuous curves such as curve III) shown in solid lines in FIG. 5 for the power characteristic and the curve IIc shown in solid lines in FIG. 6 for the torque characteristic.
However, with this known arrangement, if one wanted to start the engine when the cursor C of the potentiometer occupies the position shown in fig. 1, starting would not be assured under the full field of the motor, which is a drawback.
To obviate this drawback, it would be necessary. when starting, restore full field on the motor by temporarily connecting point <I> d </I> to point <I> a, </I> but then the inductors g of the generator would be short-circuited and, as the latter then cannot supply any voltage to the motor, it cannot be started.
On the other hand, if we brought the cursor C to the end b of the potentiometer, the inductors m of the motor would be completely short-circuited, the motor field would be almost canceled and simply reduced to the remanence, so that the engine would run away, which is not acceptable.
To remedy these drawbacks, means have been provided to ensure a minimum of excitation to the generator and to the motor respectively when the cursor C is at one end of its stroke or at the other.
In fig. 2, there is shown an embodiment of the invention provided with such means. In this figure, we find the same main elements as in fig. 1 with the same reference letters; but we first added to it means consisting of auxiliary inductors g1 and ml respectively on the generator and on the motor, tines to ensure a constant minimum of excitation father-turns on each of these two machines.
In the drawing, there is shown these auxiliary inductors g1 and ml connected to the terminals of the same line L1.-L as the main inductors g and rn, but it is quite obvious. that any other power source could be used as long as the inductors are independent. traversed by the suitable constant current.
In addition, it has also been added to the device of FIG. 1, a connection between the input e of the inductors in of the motor and the point. <I> a. </I> of the potentiometer with the interposition of a switch II, a switch 12 also being. interposed in the <I> Cd </I> connection of the potentiometer cursor and an asymmetrically conductive cell S being provided between the output d of the inductors g of the generator and the input e of the inductors nt of the motor; this cell is polarized in such a way that the current can pass only in the direction d-e.
The operation of this device is similar to that of FIG. 1. We will simply note that when the cursor C. is at the end a of the potentiometer, the motor is under full field and the field of the generator is at. its minimum value, produced by its auxiliary inductors g1. Under these conditions, the engine can be started properly.
On the other hand, when the cursor C is at the end b of the potentiometer, the field of the. generator is. at its maximum value and the motor field at the minimum value ensured by the auxiliary inductors inl of the motor to produce the desired maximum speed of the motor and thus avoid the overrun that we would be. arrived using the simplified diagram known from the. fig. 1.
By means of the cursor and full field switches 12 and II respectively, it is possible, while maintaining the cursor C in the. position corresponding to. the selected engine speed, to start the engine in full field. Indeed, it suffices to polish that to open the switch 1'_ 'and. (close it with switch Il.
If the network L1-L? Is then supplied, the inductors ni of the motor are by current, through switch II, by the maximum excitation current, while the auxiliary inductors g1 of the generator continue to be supplied. and to. provide field to the generator; the engine is started under open field. To switch to the operating speed, it suffices simply to close the switch 12 and open the breaker II.
We are then substantially in the operating conditions explained above with reference to FIG. 1. It will be noted that the presence of the cell: 8 ′ with asymmetric conduetibility prevents the a -C portion of the potentiometer from being short-circuited by the possible simultaneous closing of the switches II and 12.
There is shown in FIG. 3 a variant (see the diagram of FIG.
In this figure, we find the same elements as on the fi, -. ?, with the same reference letters. The only difference with the embodiment of the fi-. ? lies in the fact that the means for providing a minimum excitation mum to the generator and to the motor respectively when the cursor is at one end of its stroke or at the other respectively, instead of being constituted by the auxiliary windings fll and in]. are. made up of stops a.1 and b1 placed in the vicinity of the ends <I> a </I> and <I> b </I> of the potentiometer to limit the stroke of the cursor C.
The latter can then engage neither on the a-1-a portion of the Rh potentiometer, nor on the bl-b portion.
Thanks to this arrangement, if the network Ll-L2 is supplied, the inductors in. of the engine are. travel, through switch II, by the maximum excitation current, while the inductors g of the generator are traversed by a current defined by the position of point al on the potentiometer; the engine is started in full field. To go up to speed, it suffices. simply close the switch 12 and open the switch II. We are then substantially in the operating conditions set out above with reference to FIG. 1.
It will be noted that the presence of the cell S with asymmetric conductivity prevents the portion ad .- ("of the potentiometer from being short-circuited by the possible simultaneous closing of switches II. And 12. The resistance portions al. - (t and bl-b make it possible to maintain, at the end of the travel of the cursor C, a minimum excitation current in the inductors g and m respectively.
There is shown in FIG. 4 a somewhat more complete diagram. on which there is a resistance Rg and. a resistor Rm which determine the minimum excitation currents in the inductors d of the generator and in the inductors nz of the motor respectively.
These resistances respectively play the role of the @ c-a.l portions. and b-b1 of the potentiometer (fig. 3); they allow. to keep at the cursor <B> C </B> its entire course along the resistance wire from point ci to point. b and greatly facilitate the calibration of the positive device. In fig. 4-, one can also see two resistors RTçl and, RTrrc which determine the maximum excitation currents of the generator and of the motor respectively.
It will be noted that, when the cursor C is located at the end <I> a </I> of the potentiometer <I> Rh, </I> position which corresponds to, the minimum speed of the motor, the current which crosses L 'switch 12 to go to the inductors 7n of the motor also passes through the cell S with asymmetric conductivity, while the current which, when starting, passes through the switch II goes directly. at input e (the inductors in of the motor.
Given that cell b "has a certain inherent resistance, the result is that the two currents would have a different value, which would lead to causing two different values of the minimum speed of the motor depending on whether the switch used is II or 12 To remedy this drawback, a resistor R has been inserted into the circuit of switch II, the ohmic value of this resistor being determined as a function of the resistance of cell S in order to obtain the same speed of the switch. engine under the two conditions which have just been specified.
In the general case, to have the maximum speed range, the switch II will not be closed. that during the starting periods, the only time when the engine will work in the open field; under these conditions, the switch Il. will always be open while switch 12 is closed and vice versa.
We will notice. however, if you keep switch 11 permanently closed, as well as switch 12, you can modify the speed variation sensitivity, then that, for the same total travel of the slider on the potentiometer, you will have a lesser speed variation, given that we will no longer play simultaneously on the excitation of the generator and on that of the motor, the latter working all the time in open fields.
When the Léonard group is intended, for example, to. drive machine tools with an automatic cycle, it is. interesting to be able to have several distinct and individually adjustable engine speeds. For this purpose, it is necessary to place on the potentiometer several sliders such as C2, C3, C4, as shown in FIG. 7.
As it always takes some time, no matter how short, for contacts such as 12, <I> 13, </I> 14 to open or close-, in order to avoid portions sometimes very large potentiometer can be short-circuited during the short moments when several of these contacts would be so simultaneously in the closed position, it has been provided, in the example shown in fig. 7, that the connection of each of the cursors was ensured by means of two asymmetrically conductive cells such as 52-S'2 for the cursor C2 for example, all the cells being arranged in the same direction with respect to the power supply network Ll - L2. We see that with this provision,
even if several of the contacts 12, 13, 14 are simultaneously in the closed position, the current cannot. do not pass from one cursor to the other outside the resistance wire of the potentiometer through points d2, d3, d4; it will always be stopped by one or the other of the asymmetrically conductive cells.
Of course, the invention is. not limited to the embodiments described and shown which have only been given. as examples. It is. as has been assumed to be the potentiometer consisting of a resistance wire wound on an insulating tube, but it is quite obvious that it would not be departing from the scope of the invention to use a potentiometer produced in any other way, for example at by means of a slider capable of rubbing against pads joined together by appropriate resistances.