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Procédé et appareil pour le réglage des installations électriques nécessitant la mise en circuit progressive de résistances.
La. présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour le réglage des installations électriques nécessitant la mise en circuit progressive de résistances par exemple les installations de chauffage de l'air par l'électricité , les installations de jeux d'orgues pour théâtres , les installations nécessitant la mise en marche très progressive de gros moteurs électriques, etc .
Des installations de ce genre , par exemple celles utilisées pour le chauffage de l'air par 1'électricité , exigent un courant de grande intensité , traversant des résistances qui s'échauffent . Ces résistances émettent une puissan- -ce calorifique à peu près invariable, quJelle que soit la quantité d'air qui passe au contact des résistances chauf- -fées*
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Aussi , lorsque le débit de l'air doit être variable , faut il d iviser les résistances en un certain nombre de sections qui seront successivement coupées ou mises sous courant de fagon à obtenir une température finale fixe déterminée .
Si cette précaution n'est pas prise c'est à dire si l'on laisse toujours le courant passer dans les résistances, la, température de l'air deviendra excessive et dangereuse lors -que sa quantité diminuera.
La subdivision des résistances en sections d'égale puissance ne permet , toutefois pas, surtout dans les instal= lations de grande importance , d'obtenir un réglage aisé et suffisamment précis de la température , ce réglage entraine- rait , en effet , $ des mises en circuit et hors circuit répé- tées d'une section de résistance d'une puissance déjà élevée et , par suite des surintensités brusques au générateur sans permettre cependant de maintenir la température désirée dans des limites de variations suffisamment rapprochées.
Le procédé , objet del'invention , a pour but de re -médier à cet inconvénient et consiste essentiellement à fai- -re coopérer avec des résistances chauffantes divisées en sections d'égale puissance calorique , une résistance supplé- mentaire divisée elle-même en un certain nombre d'éléments représentant chacun seulement une fraction de la puissance d'une section , ces éléments étant mis en circuit ou retirés du circuit successivement et automatiquement entre deux sec- -tions de même puissance de manière à procurer une gamme de réglage très étendue d'une sécurité absolue et d'une grande précision.
Dans la réalisation pratique de l'invention , la mise en circuit , ou la rupture du courant , se feront à re- tardement c'est à dire lorsque la dernière section Manoeuvrée sera en régime établi , réchauffé ou refroidi.
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Ce procédé est réalisé à l'aide d'un combinateur actionné par un servo-moteur à marche réversible commandé par un relai placé sous la dépendance d'un thermostat. Ce combinateur comporte essentiellement un tambour qui muni d'une rampe opérant suivant son sens de rotation , la fer- , mature ou l'ouverture des circuits alimentant les éléments constituant la section de résistance subdivisée et qui ac- -tionne , à chaque tour, par une croix de malte un second tambour commandant par une rampe la fermeture de conjoncteurs déterminant la mise en circuit ou hors circuit successive des diverses sections de résistance après chaque intercala -tion des divers éléments da la section subdivisée.
Les dessins -ci-joints montrent , titre d'exem- -ple. une réalisation de l'invention.
La figure I est un schéma des connexions permet- -tant la réalisation du procédé.
La figure 2 est une vue en plan et la figure une vue en élévation de côté d'un combinateur à temps réali -sant automatiquement ces connexions*
Dans l'exemple de la figure I , on a supposé un réchauffeur d'air I comportant un certain nombre de résistan- -ces ? reprasentant chacune une section d'égale puissance ca- -lorifique . Avec ces sections 2 coopère uhe section .1 subdi- -visée en un certain nombre d'éléments 4 représentant chacun une fraction de la puissance d'une des sections 2 A titre d'exemple ,s'il s'agit d'un réchauffeur d'une puissance to- -tale de 106 Kw. cette puissance pourra être répartie en cinq sections de 18 Kw.et huit éléments ± de 2 Kw.
Les sections sont raccordées chacune directement au conducteur négatif d'alimentation et peuvent être reliées successivement au con- ducteur positif 1 par l'intermédiaire de conjoncteurs 2 dont les bobines 8. branchées sur le conducteur 1 sont reliées
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par des conducteurs 2 aux contacts 10 d'un tambour de combi- nateur 11 relié par un conducteur 12 au conducteur négatif ..5
Les éléments de la section de résistance , sub- divisée , sont reliés , d'une part , par le conducteur 13 à un conjoncteur 14 dont la bobine 15 aboutit à un contact 16 d'un tambour 17 du oombinateur , ce contact 16, lors de sa fermeture ,
opérant la mise en circuit de la bobine 15 du conjoncteur par le raccordement 18 au conducteur négatif 12 déjà mentionné .L'autre pôle de chaque élément 4 de la sec tion est relié , chaque fois , par un conducteur 19 à un contact 20 commandé par le tambour 17 du combinateur relié lui-même par un conducteur 21 au conducteur négatif 12 d'ali- -mentation.
Entre les tambours 11 et 17 du combinateur est pla- -cé un relai inverseur dont la bobine d'excitation 23 est reliée par des conducteurs & 25 à un thermostat de réglage dont la lame centrale est celiée par un conducteur 27 au conducteur positif d'alimentation .
Le relai 23 commande la rotation , dans l'un ou l'autre sens , d'un moteur élec- trique 28 actionnant , comme celà sera indiqué ci-après , les tambours 11 et 17 du combinateur .L'installation est complè- -tée par un thermostat de sécurité 29, relioé par le conduc- teur 30 au conducteur positif 6 et par le conducteur 31 la bobine 32 d'un relai de sécurité maintenant fermé l'inter- rupteur 33 et en provoquant l'ouverture en cas de dépasse- ment d'une température maxima déte rminée ; l'action de cet interrupteur a pour effet de couper le conducteur néga- -tif commun des circuits des conjoncteurs $ de manière à déterminer la mise hors circuit de toutes les sections de résistance 2.
Si l'on se réfère plus spécialement aux figures 2 et 3 , on peut aisément se rendre compte du mode de fonc-
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-tionnement des tambours 11 et 17. Comme le montre la figu- -re 2 ,le moteur 28 actionne par une vis prenant dans qui une roue dentée µµ , le tambour 17"présente une rampe 36 a- -gissant successivement sur des contacts 37 à double ruptu- -re brusque .Le tambour 17 est muni , d'autre part , d'un ergot 38 coopérant avec une croix de malte 39. actionnant par une roue dentée 40. engrenant avec un.- roue 41. le tambour 11 de commande des contacts à double rupture brusque
42 coopérant avec 'les contacts 10 déjà mentionnés.
Lors du fonctionnement ,l'interrupteur 33 étant supposé fermé ,si la. température de l'air est trop faible , le thermostat de réglage 26 ferme le circuit du relai inver- seur 22 . Le moteur 28 se met par suite à tourner et entrai- -ne par la vis sans fin 34 le tambour 17 qui , par la rampe
36 fait fermer tout d'abord le contact 16 de commande du conjoncteur 14 de la secion 3 subdivisée en éléments ± de faible puissance .
La rampe ferme ensuite , l'un après l'autre les contacts à double rupture brusque 37 coopérant avec les contacts 10 qui mettent ainsi successivement en circuit les résistances 1 supposées de deux kilowatts dans l'exemple choisi.Cette mise en circuit , toutef.is s'opère avec un certain retardement, par exemple de quatre secondes entre chaque contact par suite du temps nécessaire à la rotation du tambour 17 pour atteindre successivement par la rampe 56 chacun des contacts 37.
Lorsque les huit contacts sont sous courant et que la résistance subdivisée est , par conséquent ,en circuit l'ergot fait tourner la croix de malte 39 d'un cinquième de tour dans l'exemple choisi , et celle-ci par l'informé.. diaire des roues dentées 40 et 41 entraine le tambour 11 qui, par sa rampe analogue à la rampe 36 du tambour 17, agit sur un des contacts 42 à double rupture brusque - Le courant
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ainsi envoyé dans le premier conjoncteur 8-2,provoque la fer -meture du circuit d'une première section , de 18 Kw.
A ce moment , sous l'action de la rampe , le contact re- lai 16 coupe le courant au conjoncteur 14-15 commandant la mise en circuit de 1 'élément 4 de la résistance subdivisée 3 et les huit résistances de 2 Kw composant cette section , sont mises hors circuit . Le réchauffeur est alors alimenté par la première section de résistance et absorbera 18 Kw.
Le servo-moteur continuant à tourner , les contacts des élé- ments 4 de 2 Kws se déclenchent à vide . Au tour suivant du tambour 17. le contact relai 16 en se fermant de nouveau sous l'effet de la rampe 36. ferme le pôle positif commun des résistances de 2 Kws et celles-ci sont remises en circuit fi une à une comme précédemment , leur puissance calorique s'a- joutant successivement à la puissance calorifique de la pre- mière section de résistance à ce moment en circuit.
Le cycle continue ainsi jusqu'à, ce que toutes les sections .2 de résistance so ient mises en service étant en- tendu que , chaque fois , entre l'intercalation de deux sec- -tions successives 2. s'intercale la résistance subdivisée J formant appoint.
Lorsque la température désirée est atteinte , le thermostat reprenant sa position neutre , interrompt le circuit de commande du relai inverseur 22 et le moteur 28 s'arrête. Aussi longtemps que la température reste comprise dans les limites admises , le moteur reste arrêté , Si la température vient à être dépossée. le thermostat de régla- ge 26 ,agissant en sens inverse sur le relai inverseur 22, fait tourner le moteur 28 en sens inverse . Les résistances seront alors mises hors circuit successivement en commengant par la mise hors circuit des éléments ± qui est suivie de la mise hors circuit d'une première section 2 , si celà est nécessaire , et ainsi de suite jusque arrêt complet.
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La cadence des enclenchements et déclenchements est calculée pour que chaque résistance ait 1-e temps de se mettre à la température de régime . Le thermostat arrêtera donc le système lorsque la température dépassera les limi- tes admises et régléespar le thermostat.
Le second thermostat de sécurité coupe simulta- nément le courant de toutes les bobines des conjoncteurs 8 pro -voquant l'ouverture de l'interrupteur.il , si une tempé-- rature maxima déterminée est dépassée de sorte que ,même en cas de non fonctionnement du moteur ou en cas de rupture d'un câble de service , aucun accident n'est à craindre.
On remarquera que la disposition décrite assure non seulement un automatisme complet ,une sécurité absolue et un réglage à très faible différence de température ,mais encore la coupure ou la mise en circuit progressive des ré- -sistances ce qui évite la production de surintensités brus ques au générateur En raison de la grande simplicite du système , ne-nécessitant qu'un nombre réduit de conduc-.
-teurs , ne comportant aucun organe délicat et ne nécessi- tant qu'un très petit nombre de contacts , le dispositif peut convenir aux installations de tous genres . Ne compor -tant aucun mouvement d'horlogerie , il peut fonctionner dans toutes les positions et n'étant pas influençable par les chocs , tout en étant susceptible d'être complètement enfer.. me en coffret blindé il convient tout particulièrement pour l'usage de la marine.
Bien que dans l'exemple ci-dessus l'inventon ait été décrite dans son application au chauffage de l'air par l'électricité , il est évident qu'elle pourrait tout aussi bien être utilisée dans d'autres applications par exemple aux jeux d'orguesdes théâtres qui consistent à intercaler des résistances progressives dans un circuit de lampes afin de diminuer progressivement leur intensité lumineuse ou en-
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-core en vue d'obtenir la mise en marche très progressive de gros moteurs électriques.