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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
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..¯¯..,.¯................¯....¯.....¯..¯¯....¯¯..¯¯¯¯¯....¯..¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯¯¯..¯¯..¯¯..¯¯..........¯......¯¯..¯......¯ PERMTIOMMMS AUX EQUI8\.1ENTS ELECTRIQUF.8 dvAPPAMliS DE LEVAGE DU TYPE àS0BN8Whs ET M01al- CHARGF.9q ----------------------------------------------------------------------------------- La priorité du brevet déposé en Angleterre le 21 Août 193/ par
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M- Joseph-Maxime TBSTà2I%I, est revendiquée pour cette demande en vertu de :
la Convention Internationaledde 1883-- -----------------------------------------------------------------------------------
L'invention est applicable aux treuils, ascenseurs et, en général, à tous appareils de levage de ces types mus électriquement et concerne un nouveau type d'équipement fonctionnant sous courant continu à intensité constante-
Suivant cette invention l'équipement électrique comprend un moteur avec collecteur ayant un enroulement de champ principal et un enroulement de champ auxiliaire connecté à une paire de balais secondaires disposés sur le collecteur à un angle de 90 électriques des balais fournissant le courant à l'in-
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duit,
cet enroulsnent de champ auxiliaire produisant un flux en ligne avec ces balais secondaires et en opposition avec le flux principal du moteur quand celui- ci tourne en charge et des dispositifs étant prévus permettant le changement de
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de sans, la réduction ou l'interruption du courant dans l'enrculement de champ principal! les ptles du moteur étant munis d'enroulements amortisseurs ou de bo- bines en court circuit ou de dispositifs de mise en court circuit de l'enroule- ment excitateur afin de limiter les écarts'de couple du moteur au démarrage ou à l'arrêt*
Afin de permettre ces opérations,
il est essentiel que l'ali- mentation du moteur se fasse sous une intensité approximativement cunstante et soit de nature à ne causer aucun dommage au moteur lors de court-circuits comme cela se produirait autrement quand la sens du champ résultant est renversé pour produire l'effet de freinage décrit plus loin- une alimentation de courant con- venable peut être obtenue au moyen d'une métadyne transformatrice ayant une ali- mentation sous voltage constant à ses balais primaires, le moteur étant connecte aux balais secondaires-
Se référant aux deux planches de dessin accompagnant le brevet, on voit : - Fig. 1 : un schéma d'un arrangement de moteur pour ascenseur construit suivant l'invention, - Fig. 2 :
un graphique de fonctionnement se rapportant au schéma précédent, - Fig. 3une amélioration de la disposition Fig. 1, - Fig.4, : un schéma d'enroulement d'une réalisation particulière du schéma Fig. 3, - Fig. 5 : une amélioration du schéma Fig.4.
Dans la disposition Fig. 1, M est l'induit ayant une paire de balais primaires a et c et une paire de balais secondaires b et d disposés ap- proximativement à mi-distance entre les balais primaires.
Les pôles, représentés schématiquement en P, produisant un flux en ligne avec les balais secondaires .± et d, sont munis d'un enroulement X excité par une source de courant à travers l'interrupteur inverseur R et pouvant être court circuité par l'interrupteur K- La source de courant peut être la même que celle alimentant l'induit, l'enroulement X étant disposé dans le màna circuit à courant constant*
Un enroulement H est aussi dispesé sur les pbles P et est con- necté aux balais b et d.
Le courant parcourant l'enroulement H sera dû à la force élec- tromotrice créée dans les conducteurs d'induit entre les balais b et d se dépla- çant dans le champ créé par le courant d'induit circulant entre les balais 1 et
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c. D'une façon similaire le champ résultant, dû aux polos p, créera une force électromotrice antre les balais a et c qui constituera normalement la force contre électromotrice du moteur*
Le circuit magnétique des pôles P est prévu pour être fortement saturé par des flux légèrement supérieurs aux flux correspondants à un travail normal,
ainsi une limite du couple moteur est obtenue par la limitation du flux*
L'enroulement H est disposé pour produire un flux qui s'oppose à celui de l'enroulement X et produit une force électromotrice entre les balais a et .2. de même sens que le voltage appliqué* L'enrouleent H a un nombre de tours suffisant normalement pour étouffer n'importe quel flux créé par le courant d'induit dans la direction b -d quand l'enroulement X est rendu inopérant* Par similitude le terme flux primaire d'induit se réfère au flux créé le long de l'axe b - d.
Quand le moteur est au repos l'induit est normalement court circuité. En ouvrant la claf de court-circuit et en excitant l'enroulement X, le moteur tourne dans une direction ou dans l'autre suivant la sens du courant d' excitation*
Quand on veut arrêter le moteur, l'enroulement X est courtcircuité.
Alors, l'enroulement H dallent prédominant tendant à renverser le flux, donc le sens du couple et le moteur exerce une action de freinage* Le sans de la force contre électromotrice entre les balais a et c se trouve renversé et être celui du voltage appliqué- Si l'alimentation est faite par les balais ce condaire d'une métadyna transformatrice ou d'un autre générateur à courant constant de caractéristiques convenables, il y a récupération de puissance-
La Fig.
2 représente un graphique du couple en fonction de la vitesse, la courbe A avec l'enroulement X excité, la courbe B avec l'enroulement X court-circuité-
On voit que, dans la courbe A, le couple tombe très rapidement au maximum de vitesse- Cela est dû à l'effet de Il enroulement H dont le flux s'oppose à celui de l'enrouleent principal! la partie supérieure de la courbe étant plate par suite du haut degré de saturation du circuit magnétique.
L'effet de l'enroulement H peut être accru en augmentant l'exci- tation dans la direction de l'axe des balais primaires par l'addition de l'en- roulement PV sur le stator comma indiqué figure 3.
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Des avantagea considérables découlent de la tonna tombante de la courbe A aux grandes vitesses car elle signifie que la vitesse de l'ascenseur est relativement peu influencée par la charge* Ainsi, sur la courbe A entre le point 1 représentant la pleine charge et la pointa représentant une charge légère -avec ascenceur vide par exemple-, il est observe que la distance horizontale correspondant à la différence de vitesse est relativement petite*
Négligeant l'action de l'enroulement amortisseur D, l'effet de la fermeture de l'interrupteur K court-circuitant l'enroulement X est de transporter les points de travail f et 1 sur la courbe A en m et n sur la courbe B; ces soudaines variations de couple causent un très rapide effet retardateur; elles sont représentées sur la figure par les longueurs fm et in respectivement.
Il en découle que l'ascenseur s'arrêtera plus rapidement dans la premier cas que dans le second. La mise en place d'enroulements amortisseurs de dimensions suffisantes modifie les courbes des couples qui deviennent G et D qui coupent la courbe B en m'et n' respectivement et dans les deux cas viennent en définitive aboutir au point 0 qui représente les conditions de repos avec le courant coupé, c'est-à-dire le point où le frein est appliqué. Ces courbes représentent un changement plus graduel de couple et partant de vitesse. Il est observé, de plus, que pendant les premières parties de leur période, la courbe 0 considérée par rapport au point! comme origine et la courbe D considérée par rapport au point I commeorigine, suivent les marnes lois.
Les ordonnées des courbes C et D rapportées aux axes horizontaux passant par f et 1 représentent les couples retardateurs, l'effet retardateur est donc sensiblement la même que l'ascenseur soit plein ou vide contrairement à ce qui se passait sans l'emploi de l'enrou- lement amortisseur D.
Cet enroulement affecte également la caractéristique de démarrage, le point de travail suivant alors la ligne pointillée E au lieu de s'élever brusquement au couple maximum'
L' enroulement amortisseur peut être constitué par un anneau de cuivre entourant une ou plusieurs pièces polaires comme représenté schématiquement fig.
3 ou par l'ordinaire enroulement en cage d'écureuil disposée sur l'épa- nouissement polaire- La valeur de l'amortissement du flux peut être réglée par l'ajustement de l'inductance du circuit- De préférence, l'enroulement amortisseur sera puissant, par exemple suffisant pour abaisser le papport du changement
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de flux à un taux représenté par une constante de temps d'environ une demiseconde! cela exige que le cuivre de cet enroulement amortisseur occupe une part importante de l'espace où sont ordinairement logés les enroulements de champ habituels. Dans certains cas les masses polaires pourront être en acier plein au lieu d'être laminées et tous les autres moyens permettant d'augmenter la constante de temps du changement de flux seront utilisés.
L'action de freinage du moteur, quand le courant est coupé dans l'enroulement de champ principal, peut âtre augmentée en disposant un enroulement de champ additionnel comme représenté en PV, fig.4, qui orée un flux dans l'induit en ligne avec l'axe des balais primaires et de même direction que celui créé par le courant d'induit* Ceci a pour effet d'accroître la force électromotrice aux bornes des balais secondaires, d'où le courant secondaire, et l'influence du flux H sur le flux résultant qui produit le couple de freinage se trouve renforcé* L'enroulement de champ additionnel peut être alimenté par la source alimentant 1'enroulement de champ principal ou par toute autre source-
Suivant une méthode d'application de l'invention,
les polos du moteur sont divisés en deux groupes* Par exemple un moteur à deux pôles est pourvu de quatre pièces polaires disposées suivant figure 4 et l'enroulement correspondant à la bobine H de la fig.l est disposé de façon à produire un flux résultant le long de l'axe des balais secondaires- Les enroulements créant le champ principal X sont constitués par des bobines enroulées sur chaque pièce polaire et dont las bornes communes diamétralement opposées p r et g.sont reliées suivant le cas, à la source d'alimentation, à travers l'interrupteur G, de telle sorte que lorsque les bornes q s, par exemple, sont connectées à la ligne d'alimentation, un champ magnétique résultant est produit le long d'un axe de balais, par exemple des balais primaires,
pendant que la connexion aux autres bornes p r donne un champ résultant suivant l'axe des balais secondaires. Un résultat est ainsi obtenu qui est équivalent à l'excitation de l'enroulement X, dans une position de l'interrupteur G et à l'excitation de l'enroulement PV, pour obtenir le freinage, dans l'autre position de l'interrup- teur G. Il est aussi possible, en disposant ainsi les bobines X en circuit fermé, de les faire fonctionner comme enroulement amortisseur, quand après avoir coupé l'excitation, on réunit une paire de bornes en diagonale.
L'interrupteur R est un simple inverseur permettant d'obtenir le sens convenable du courant
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dans les deux positions de l'interrupteur G suivant le sans de rotation*
Un mode de réalisation est représenté figure 5 dans laquelle l'enroulement à quatre pales déjà illustré fig.4, est alimenté entre p et r, en marche, produisant un flux le long de l'axe pr et, entre q et @, pendant le freinage, produisant un flux le long de l'axe qs. L'emploi additionnel de l'en- roulement comme amortisseur est obtenu en reliant q et s par l'interrupteur @ pendant le freinage.
Cette connexion permet la fonctionnement en amortisseur pour des composantes de flux ayant un axe résultant parallèle à q spuisque les forces électromotrices produites dans les bobines individuelles par la variation de ces flux sont de sens additif le long des parcours p q w s et q r s w; mais pour des variations de flux suivant l'axe p r,il n'y a pas d'effet amortisseur car les forces électromotrices produites dans les paires de bobines individuelles suivant le parcours p q w s et q r s w sont en opposition et donnent une résultante nulle.
Afin de faire stopper exactement au point désiré l'ascenseur ou le monte charge, des moyens peuvent étre prévus pour réduire les ampère-toura de l'enroulement principal, par exemple par shuntage ou changement de connexions quand la cage s'approche du point d'arrêt, de sorte qu'elle soit encore mun par le moteur ayant encore un couple positif à faible vitesse Au moment où la cage est très près du point d'arrêt, le frein mécanique est mis en action pour arrêter la cage sur la faible distance restant à parcourir* Ceci peut être réalisé si la frein est hors d'action aussi longtemps que le courant passe dans l'induit du moteur, par exemple,
par intervention d'un dispositif électromagnétique parcouru par le courant d'induit et dégageant le frein quand l'induit est court circuité. Des perfectionnement* variés déjà connus peuvent être utilisés tels que l'application de frein mécanique à deux degrés-
Se référant encore à la figure 2, il est observé que la courbe C aboutit au point h après avoir tracé une spirale autour de ce point, le cou- ple croissant d'abord, puis la vitesse qui atteint son'maximum en j.correspon- dant à la même valeur que la vitesse en n'.
Cette particularité est mise en évidence sur le graphique Fig. 6 où la courbe D' représente la caractéristique à faible charge et la courbe C' la caractéristique à pleine charge- On remarqua qu'elles se coupent en f ,point où le frein doit 'être appliqua'
La forme en spirale de la courbe 0 de la figure 2 peut être l'en-
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forcée et régularisée en Insérant des inductances dans les divers circuits d'enroulements pour provoquer une certaine inertie électrique* La Fig*7 montre une disposition dans laquelle une bobine LI est insérée dans le circuit de l'enroulement X qui, dans ce cas, est excité en série pendant q'une bobine 12 est insérée dans le circuit secondaire qui inclut l'enroulement H.