CH538152A - Dispositif de réglage de la vitesse de rotation d'un arbre d'un groupe générateur électrique - Google Patents

Description

  
 



   La mesure précise de la vitesse de rotation de l'arbre d'un groupe générateur électrique, sans pour autant avoir recours à un générateur tachymétrique spécial monté sur l'arbre, est connue puisque, par exemple, de nombreux groupes sont réglés par des régulateurs mécaniques dont les pendules, entraînés par des moteurs alimentés par l'alternateur à travers un transformateur, tournent en synchronisme avec la machine à régler.



   Le brevet principal concerne un dispositif de réglage de la vitesse de rotation d'un arbre où la mesure de la vitesse est échantillonnée dans le temps. Le temps mis par l'arbre pour parcourir un angle de rotation prédéterminé est comparé à un temps de référence élaboré par un générateur étalon de fréquence. La différence de ces temps représente un écart de périodes et par conséquent un écart entre la vitesse réelle et celle de consigne. Cette différence est transformée en un signal de réglage intervenant dans le réglage et agissant dans un sens tel qu'il tend à la supprimer.



   La présente invention a pour objet un dispositif de réglage dans lequel la mesure de la vitesse est échantillonnée dans le temps et les organes élaborant le signal de réglage tachymétrique sont alimentés par l'alternateur. Plus précisément, elle concerne un dispositif de réglage de la vitesse de rotation d'un arbre d'un groupe générateur électrique comprenant une unité de formation d'un signal électrique d'écart de la vitesse mesurée par rapport à une vitesse de consigne et au moins une unité de mesure de la vitesse de l'arbre fournissant une premiére impulsion de début d'opération de mesure, puis, chaque fois que l'arbre a tourné d'un angle prédéterminé, une seconde impulsion de fin d'opération de mesure, un générateur étalon de fréquence déterminée dont le signal de sortie est appliqué à un compteur,

   ce compteur étant déclenché par la première impulsion pour compter un nombre déterminé d'oscillations du générateur et délivrer un signal de fin de comptage, dès que ce nombre est atteint, le signal de fin de comp- tage et la seconde impulsion étant appliqués à un comparateur donnant un signal représentatif du décalage dans le temps entre la seconde impulsion et ledit signal, caractérisé en ce que les impulsions de début et de fin d'opération de mesure sont issues d'une machine électrique dont le rotor est solidaire de l'arbre.



   Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif objet de l'invention.



   La fig. I est un schéma-bloc de la première forme d'exécution.



   La fig. 2 est un schéma-bloc de la deuxième forme d'exécution comprenant un dispositif de mise en synchronisme des fréquences du groupe et d'un réseau.



   En référence aux fig. 1 et 2, l'entrée 41 représente une liaison provenant d'un alternateur d'un groupe générateur. Le signal ap- pliqué à cette entrée peut être obtenu de différentes manières, notamment par l'intermédiaire d'un transformateur de tension connecté à l'alternateur. L'élément 40 est un circuit électronique bistable, telle une balance, respectivement un flip-flop. Alimenté par une tension alternative sinusoïdale, il délivre une tension alternative rectangulaire. Cette tension, dont les flancs verticaux sont utilisés pour former des impulsions. est appliquée à l'entrée d'un circuit 42 de mise en forme des signaux. L'un des flancs, par exemple celui où la tension passe des valeurs négatives aux valeurs positives, constitue l'impulsion de début de l'opération de mesure, tandis que l'autre flanc constitue l'impulsion de fin d'opération.



   L'impulsion de début d'opération est dirigée par une sortie 6 qui pilote une base de temps 7, tandis que l'autre impulsion de fin d'opération est appliquée par une sortie 8 à un comparateur 9.



   La base de temps peut être réalisée, par exemple, au moyen d'un circuit oscillant étalon dont la fréquence est particulièrement stable et d'une série de bascules électroniques connectées en série, constituant chacune un diviseur de fréquence. Ainsi, si, par exemple, la fréquence de l'oscillateur est de 106 Hz, celle de sortie de la première bascule sera de 1/2 de 106Hz, 1/4 pour la deuxième, 1/8 pour la troisième bascule, et ainsi de suite. La fréquence de la nième bascule étant égale à 1/2 n x 106 Hz. A un instant détermi- né, I'état de ces bascules représente, en notation binaire, un certain chiffre X caractérisant le nombre d'oscillations entrées dans la première bascule depuis l'instant de départ. Des circuits logiques électroniques constatent le moment où, pour la première fois, cet état X est atteint.

  Comme toutes les bascules sont toujours remises dans le même état avant le début de chaque opération de comptage, I'état correspondant au chiffre X sera toujours atteint en des temps égaux. On réalise ainsi une base de temps fixe dont le temps est égal à celui correspondant à X oscillations du circuit oscillant stable.



   La base de temps 7 fournit un signal de sortie, un temps prédéterminé après la réception de l'impulsion d'entrée, et ce signal de sortie est appliqué au comparateur 9. Ce dernier fournit un signal représentatif de l'écart de temps entre les signaux qui sont appliqués à l'une ou à l'autre de ses entrées. Ce signal indique aussi l'ordre dans lequel les deux signaux d'entrée ont été reçus, ce qui peut être donné soit par des signaux fournis sur deux sorties distinctes, soit par un signal délivré sur une seule sortie, mais présentant une particularité définissant l'ordre des signaux d'entrée.



  Cette particularité peut être, par exemple, la polarité du signal de sortie. Pour obtenir un signal analogique illustrant l'écart entre le temps donné par la base de temps 7 et le temps séparant le passage des flancs de la tension rectangulaire issue de la balance 40, donc sa demi-période, le signal comparateur 9 est appliqué à un circuit intégrateur 10.



   Comme la mesure de la vitesse de l'arbre 1 est faite par échantillonnage, car elle ne s'effectue que pendant une demi-période de la tension alternative rectangulaire, et que le dispositif doit fournir un signal agissant de façon continue sur un régulateur du moteur d'entrainement du groupe générateur électrique, par exemple pour régler le débit d'eau alimentant une turbine, il est nécessaire de prévoir des moyens pour obtenir un signal de sortie continu.



   A cet effet, le circuit intégrateur 10 est relié à un circuit de transfert et de maintien 11 qui conserve en mémoire chaque signal de sortie de l'intégrateur 10 jusqu'au signal suivant, quels que soient le signe et la valeur du signal.



   La fig. 2 illustre une deuxième forme d'exécution du dispositif de réglage selon la fig.   1,    mais comprenant une seconde boucle de mise en synchronisme de la machine par rapport au réseau.



   Les éléments correspondant à la première forme d'exécution portent les mêmes chiffres de référence et fonctionnent identiquement.



   La chaine des appareils de gauche, soit ceux portant les références 40, 42, 7, 9, 10, 11, délivrent un signal de réglage proportionnel à l'écart entre la vitesse réelle et une vitesse de consigne fournie par la base de temps 7. La chaine des appareils de droite fonctionne de la même manière; mais au lieu d'être alimentée par l'alternateur, elle l'est par le réseau et délivre un signal proportionnel à l'écart entre la fréquence du réseau et l'horloge de référence 7'. Les horloges 7 et 7' peuvent être confondues. Un circuit 43 fait la différence de ces signaux et délivre un signal proportionnel à la différence entre la vitesse réelle du groupe et la vitesse correspondant à la fréquence du réseau.

   Ce dernier signal agit sur les organes du régulateur, de façon à provoquer une action de réglage tendant à ramener ce signal à zéro et par conséquent à mettre en synchronisme le groupe générateur et le réseau.



   REVENDICATION



   Dispositif de réglage de la vitesse de rotation d'un arbre d'un groupe générateur électrique comprenant une unité de formation d'un signal électrique d'écart de la vitesse mesurée par rapport à une vitesse de consigne, au moins une unité de mesure de la vitesse de l'arbre fournissant une première impulsion de début d'opération de mesure, puis, chaque fois que l'arbre a tourné d'un angle prédéterminé. une seconde impulsion de fin d'opération de 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   

Claims (1)

1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **.

   La mesure précise de la vitesse de rotation de l'arbre d'un groupe générateur électrique, sans pour autant avoir recours à un générateur tachymétrique spécial monté sur l'arbre, est connue puisque, par exemple, de nombreux groupes sont réglés par des régulateurs mécaniques dont les pendules, entraînés par des moteurs alimentés par l'alternateur à travers un transformateur, tournent en synchronisme avec la machine à régler.

   Le brevet principal concerne un dispositif de réglage de la vitesse de rotation d'un arbre où la mesure de la vitesse est échantillonnée dans le temps. Le temps mis par l'arbre pour parcourir un angle de rotation prédéterminé est comparé à un temps de référence élaboré par un générateur étalon de fréquence. La différence de ces temps représente un écart de périodes et par conséquent un écart entre la vitesse réelle et celle de consigne. Cette différence est transformée en un signal de réglage intervenant dans le réglage et agissant dans un sens tel qu'il tend à la supprimer.

   La présente invention a pour objet un dispositif de réglage dans lequel la mesure de la vitesse est échantillonnée dans le temps et les organes élaborant le signal de réglage tachymétrique sont alimentés par l'alternateur. Plus précisément, elle concerne un dispositif de réglage de la vitesse de rotation d'un arbre d'un groupe générateur électrique comprenant une unité de formation d'un signal électrique d'écart de la vitesse mesurée par rapport à une vitesse de consigne et au moins une unité de mesure de la vitesse de l'arbre fournissant une premiére impulsion de début d'opération de mesure, puis, chaque fois que l'arbre a tourné d'un angle prédéterminé, une seconde impulsion de fin d'opération de mesure, un générateur étalon de fréquence déterminée dont le signal de sortie est appliqué à un compteur,

   ce compteur étant déclenché par la première impulsion pour compter un nombre déterminé d'oscillations du générateur et délivrer un signal de fin de comptage, dès que ce nombre est atteint, le signal de fin de comp- tage et la seconde impulsion étant appliqués à un comparateur donnant un signal représentatif du décalage dans le temps entre la seconde impulsion et ledit signal, caractérisé en ce que les impulsions de début et de fin d'opération de mesure sont issues d'une machine électrique dont le rotor est solidaire de l'arbre.

   Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif objet de l'invention.

   La fig. I est un schéma-bloc de la première forme d'exécution.

   La fig. 2 est un schéma-bloc de la deuxième forme d'exécution comprenant un dispositif de mise en synchronisme des fréquences du groupe et d'un réseau.

   En référence aux fig. 1 et 2, l'entrée 41 représente une liaison provenant d'un alternateur d'un groupe générateur. Le signal ap- pliqué à cette entrée peut être obtenu de différentes manières, notamment par l'intermédiaire d'un transformateur de tension connecté à l'alternateur. L'élément 40 est un circuit électronique bistable, telle une balance, respectivement un flip-flop. Alimenté par une tension alternative sinusoïdale, il délivre une tension alternative rectangulaire. Cette tension, dont les flancs verticaux sont utilisés pour former des impulsions. est appliquée à l'entrée d'un circuit 42 de mise en forme des signaux. L'un des flancs, par exemple celui où la tension passe des valeurs négatives aux valeurs positives, constitue l'impulsion de début de l'opération de mesure, tandis que l'autre flanc constitue l'impulsion de fin d'opération.

   L'impulsion de début d'opération est dirigée par une sortie 6 qui pilote une base de temps 7, tandis que l'autre impulsion de fin d'opération est appliquée par une sortie 8 à un comparateur 9.

   La base de temps peut être réalisée, par exemple, au moyen d'un circuit oscillant étalon dont la fréquence est particulièrement stable et d'une série de bascules électroniques connectées en série, constituant chacune un diviseur de fréquence. Ainsi, si, par exemple, la fréquence de l'oscillateur est de 106 Hz, celle de sortie de la première bascule sera de 1/2 de 106Hz, 1/4 pour la deuxième, 1/8 pour la troisième bascule, et ainsi de suite. La fréquence de la nième bascule étant égale à 1/2 n x 106 Hz. A un instant détermi- né, I'état de ces bascules représente, en notation binaire, un certain chiffre X caractérisant le nombre d'oscillations entrées dans la première bascule depuis l'instant de départ. Des circuits logiques électroniques constatent le moment où, pour la première fois, cet état X est atteint.

   Comme toutes les bascules sont toujours remises dans le même état avant le début de chaque opération de comptage, I'état correspondant au chiffre X sera toujours atteint en des temps égaux. On réalise ainsi une base de temps fixe dont le temps est égal à celui correspondant à X oscillations du circuit oscillant stable.

   La base de temps 7 fournit un signal de sortie, un temps prédéterminé après la réception de l'impulsion d'entrée, et ce signal de sortie est appliqué au comparateur 9. Ce dernier fournit un signal représentatif de l'écart de temps entre les signaux qui sont appliqués à l'une ou à l'autre de ses entrées. Ce signal indique aussi l'ordre dans lequel les deux signaux d'entrée ont été reçus, ce qui peut être donné soit par des signaux fournis sur deux sorties distinctes, soit par un signal délivré sur une seule sortie, mais présentant une particularité définissant l'ordre des signaux d'entrée.

   Cette particularité peut être, par exemple, la polarité du signal de sortie. Pour obtenir un signal analogique illustrant l'écart entre le temps donné par la base de temps 7 et le temps séparant le passage des flancs de la tension rectangulaire issue de la balance 40, donc sa demi-période, le signal comparateur 9 est appliqué à un circuit intégrateur 10.

   Comme la mesure de la vitesse de l'arbre 1 est faite par échantillonnage, car elle ne s'effectue que pendant une demi-période de la tension alternative rectangulaire, et que le dispositif doit fournir un signal agissant de façon continue sur un régulateur du moteur d'entrainement du groupe générateur électrique, par exemple pour régler le débit d'eau alimentant une turbine, il est nécessaire de prévoir des moyens pour obtenir un signal de sortie continu.

   A cet effet, le circuit intégrateur 10 est relié à un circuit de transfert et de maintien 11 qui conserve en mémoire chaque signal de sortie de l'intégrateur 10 jusqu'au signal suivant, quels que soient le signe et la valeur du signal.

   La fig. 2 illustre une deuxième forme d'exécution du dispositif de réglage selon la fig. 1, mais comprenant une seconde boucle de mise en synchronisme de la machine par rapport au réseau.

   Les éléments correspondant à la première forme d'exécution portent les mêmes chiffres de référence et fonctionnent identiquement.

   La chaine des appareils de gauche, soit ceux portant les références 40, 42, 7, 9, 10, 11, délivrent un signal de réglage proportionnel à l'écart entre la vitesse réelle et une vitesse de consigne fournie par la base de temps 7. La chaine des appareils de droite fonctionne de la même manière; mais au lieu d'être alimentée par l'alternateur, elle l'est par le réseau et délivre un signal proportionnel à l'écart entre la fréquence du réseau et l'horloge de référence 7'. Les horloges 7 et 7' peuvent être confondues. Un circuit 43 fait la différence de ces signaux et délivre un signal proportionnel à la différence entre la vitesse réelle du groupe et la vitesse correspondant à la fréquence du réseau.

   Ce dernier signal agit sur les organes du régulateur, de façon à provoquer une action de réglage tendant à ramener ce signal à zéro et par conséquent à mettre en synchronisme le groupe générateur et le réseau.

   REVENDICATION

   Dispositif de réglage de la vitesse de rotation d'un arbre d'un groupe générateur électrique comprenant une unité de formation d'un signal électrique d'écart de la vitesse mesurée par rapport à une vitesse de consigne, au moins une unité de mesure de la vitesse de l'arbre fournissant une première impulsion de début d'opération de mesure, puis, chaque fois que l'arbre a tourné d'un angle prédéterminé.

   une seconde impulsion de fin d'opération de mesure, un générateur étalon de fréquence déterminée dont le signal de sortie est appliqué à un compteur, ce compteur étant déclenché par la première impulsion pour compter un nombre déterminé d'oscillations du générateur et délivrer un signal de fin de comptage dés que ce nombre est atteint, le signal de fin de comp- tage et la seconde impulsion étant appliqué à un comparateur donnant un signal représentatif du décalage dans le temps entre la seconde impulsion et ledit signal, caractérisé en ce que les impulsions de début et de fin d'opération sont issues d'une machine électrique dont le rotor est solidaire de l'arbre.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage selon la revendication, caractérisé en ce que la machine générant les impulsions de début et de fin d'opération de comptage est la génératrice principale du groupe.

   2. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de formation d'un signal électrique d'écart de la vitesse mesurée par rapport à la vitesse de synchronisme avec la fréquence du réseau, cette unité donnant un signal représentatif de l'écart entre ces vitesses, ce dernier signal étant appliqué, ainsi que ledit signal représentatif du décalage dans le temps entre la seconde impulsion et ledit signal, à un circuit (43) donnant la différence entre ces deux signaux représentatifs et délivrant ainsi un signal proportionnel à la différence entre la vitesse réelle du groupe et sa vitesse de synchronisme avec le réseau.