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M E DQ 0 I R E D E S C R I P T I F déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION " Procédé pour la production et la transmission de courants de commande de fréquence déterminée ".
Dans les installations de courants alternatifs à superposition, qui utilisent, en particulier, les réseaux existants à courant fort pour actionner à
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distance des relais à résonnance afin d'assurer l'exécution de certaines opérations, comme la commande de conjoncteurs-disjonateurs, d'horloges, de compteurs à tarifs, etc.., on emploie, pour produire les courants de commande de diverses fréquences nécessaires, un générateur tournant à vitesse variable, qui est couplé avec le réseau, seulement pour un nombre de tours désiré dans chaque cas, par un dispositif de surveillance contrôlé par les organes de commande spéciaux.
Pour les organes de commande qui agissent sur le dispositif de surveillance, on a proposé soit un groupe de relais à résonance dont les relais sont accordés chacun sur l'une des fréquences que l'on doit émettre et peuvent être mis sélectivement en liaison avec le circuit conducteur du courant de commande, soit un taohymètre àcontact entrainé à une vitesse proportionnelle à la vitesse du générateur et dont les dispositifs de contact, qui correspondent au nombre des courants de commande de diverses fréquences à émettre, et qui sont fermés par une pièce mobile du tachymètre à contact, peuvent egalement à leur tour être branchés sélectivement dans le circuit d'un relais qui couple le générateur avec le reseau à courant fort.
L'emploi d'un groupe de relais à résonance présente avant tout l'inconvénient que le générateur, en
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raison de l'inertie et de la grande durée d'oscilla- tion des relais à résonance, lorsque la vitesse augmente, est mis en circuit trop tardivement. Un autre inoonvénient consiste en ce que tous les relais à résonance du dispositif de surveillance doivent être ohangés et remplacés par d'autres dès que, pour des raisons particulières, les diverses fréquences de commande de la bande de fréquence doivent être évaluées autrement. Par ailleurs, en tant qu'organes de commande de fréquence, les relais à résonance ne rendent pas précisément de très bons services.
En ce qui concerne l'emploi des'tachymètres à contact, il convient d'indiquer que ces appareils dépendent fortement de la température, qu'ils ne produisent qu'un faible couple et qu'ils n'assurent par conséquent que des contacts sans sécurité. Par ailleurs la précision de mesure des taohymetres à contact n'est pas préoiséament élevée.
Les relais à résonance et les tachymètres à contact ne répondent pas d'une manière irréprochable aux exigences que l'on doit imposer à des organes de surveillance dans les postes centraux de superposition.
La présente invention concerne un procédé pour la production et la transmission de courants de com mande de fréquence déterminée, transmis en particulier sur des réseaux à courant fort, et acctionnant à distance
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des relais à résonance ; dans ce procédé on utilise un générateur tournant à vitesse variable et qui, lorsqu'on atteint une fréquence déterminée, est couplée avec le
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réseau par un oonjoncte-ar'-disjonoteur de couplage de ràseaum on utilise aussi un dispositif de surveilla ce qui contrôle au moins le oonjonoteur-disjonoteur de couplage de réseau du générateur.
Conformément a la présente invention, on forme la différence de deux grandeurs, dont l'une est une grandeur dont la valeur correspond à chaque instant à la fréquence à émettre du courant de commande, mais qui est par elle-même constante, et dont l'autre est une grandeur variable dépendant du nombre de tours du générateur ; la différenae de ces deux grandeurs agit sur le dispositif de surveillance.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé peut comporter un mécanisme qui produit la grandeur constante et un mécanisme qui comprend la grandeur variable, ainsi qu'un dispositif soumis à l'action des deux mécanismes et établissant la différence des mouvements des deux mécanismes, cette différence étant transmise au dispositif de surveillance.
Pour les mécanismes en question, on peut employer de préférence des moteurs synchrones. L'emploi de moteurs synchrones pour contrôler le dispositif de
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surveillance possède avant tout (étant donné qu'il s'agit d'appareils dont la construction a été déjà très étudiée et qui fonctionnent avec précision), l'avantage d'une sécurité de fonctionnement élevée et d'une grande provision en ce qui concerne la commande de fréquence du groupe moteur-générateur. En outre, en cas d'une nouvelle répartition de l'horaire des fréquences de commande, tous les moteurs synchrones n'ont pas besoin d'être remplacés par d'autres, car les changements nécessaires de vitesse peuvent être obtenus facilement en ohangeant les roues de transmis- sion.
En outre, les moteurs synchrones ne dépendent pas de la température. Enfin avec les moteurs syn - ohrones on peut produire des forces relativement considérables, si bien que l'on élimine ainsi le dan- ger d'un fonctionnement douteux du dispositif de sur- veillance. Il convient encore de signaler que, grâce à l'emploi des moteurs synchrones, l'agencement du poste central de superposition est extrêmement simple, économique et faoile à surveiller.
Sur le dessin, on a représenté schématiquement, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Le schéma a été dessiné pour l'émission de trois courants de commande ayant des fréquences différentes entre elles.. Cependant le dispositif d'émission peut être construit pour émettre un nombre quelconque de courants de commande.
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Le dispositif d'émission se compose essentielle ment d'un groupe moteur-générateur A, d'un dispositif de réglage de vitesse B, d'un groupe de moteurs syn ahones a et d'un dispositif de surveillance D.
Le groupe moteur-générateur A comporte un moteur shunt 1 et deux générateurs 2,3 couplés avec ce moteur. L'un des générateurs est le générateur principal de fréquence moyenne, et l'autre est un générateur auxiliaire de basse fréquence. Les courants de fréquence moyenne produits par le générateur principal 2 sont transmis, par l'intermédiaire d'un conjoncteur disjoncteur de couplage 4 à un réseau 5 à courant fort. Le générateur auxiliaire 3 alimente un moteur synchrone 9 à démarrage automatique ayant un rapport de transmission déterminé, ce moteur synchrone étant couplé à une roue centrale 7 d'un différentiel 8.
Le dispositif de réglage de vitesse présente un moteur de commande 11 à enroulement d'excitation subdivisé 12, une résistance à curseur tournant 13 actionné par ce moteur, et un dispositif d'accouplement éleo-tromagnétique 14 intercalé entre le moteur 11 et la résistance à curseur tournant 13. Ce dispositif d'accouplement 14 comporte un relais de oouplage 16 relié électriquement à la ligne 15, un ressort dé désao- couplement 17, et un ressort de rappel 18.
Le groupe de moteurs synchrones C présente trois moteurs synchrones 20,20', 20'' à démarrage automatique et offrant des rapports de transmission diffé -
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rente. Les rapports de transmission des moteurs synchrones 20, 20', 20'' sont choisis suivant les trois fréquences d'émission nécessaires. Les trois moteurs synchrones 20,20', 20'' sont reliés électriquement à un réseau à basse fréquence. 22, chacun par l'intermédiaire d'un interrupteur 21,21',21'' qui peut être actionné à la main ou automatiquement au moyen d'une horloge. Chacun d'eux est également couplé par lointermédiaire d'un mécanisme à rattrapage 23,23',23'', et d'un train d'engrenages 24, avec la roue centrale 25 du différentiel 8.
Dans les méoanismes à rattrapage 23,23',23", les roues dentées motrices munies d'une cliquet sont folles, et les roues dentées commandées sont fixes sur un arbre 26 relié au train d'engrenages 24.
Le dispositif de surveillance D est oonstit ué par un contact 27, un dispositif de contact à commu- tation 28, un relais 30 qui agit sur le conjoncteur - dis j oncteur de couplage 4, et qui est commandé par le contact 27 et par un autre contact 29, un dispositif d'accouplement électromagnétique 31, et un accouplement à glissement 33 relié à la roue satellite 32 du différentiel 8. Le dispositif d'accouplement 31 contient un relais 34 réuni à la ligne 15, un ressort de désaccouplement 35 et un ressort de rappel 36.
Il convient encore d'indiquer que les interrupteurs 21,21',22 21" qui relient les moteurs synchrones
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20,20',20''au réseau à basse fréquence 22,aont couplés avec le oonjonoteur-disjoncteur 37 qui branohe et qui débranche la ligne 15 par rapport au réseau à courant fort, de telle façon que lorsqu'un des interrupteurs 21,21',21'' est branché ou débranché, le conjoncteur-disjoncteur 37 est fermé ou ouvert.
A l'état de repos du poste d'émission, les moteurs synchrones 20,20',20'' sont débranchés du réseau à courant alternatif 22, et la ligne 15 est débranchée du réseau à courant continu 10. Par suite, le moteur 11 du dispositif de réglage de vitesse B n'est pas oouplé avec la résistance à curseur tournant 13, et le dispositif de surveillance D n'est pas accouplé avec le différentiel 8. De plus, le oonjono- teur-disjonoteur 4 destiné à la liaison du générateur principal 2 avec le féseau 5 où doit se faire la superposition, est en position d'ouverture. Le levier de commande 38 qui agit sur les contacts 27 et 28 du dispositif de surveillance D, repose sur la touche 39 reliée àla partie gauche de l'enroulement d'excitation 1 2 du moteur 11 du dispositif de réglage B.
Lorsqu'on veut superposer an réseau à courant fort 5 un courant de commande de fréquence déterminée, on ferme l'interrupteur qui correspond à cette fréquence.
Dans le mode d'exécution représenté sur le dessin, on a amené l'interrupteur 21' en position de fermture.
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Quand l'interrupteur 21' se ferme, le conjoncteur disjoncteur de couplage 37 réunit aussi, en même temps, la ligne 15 au réseau 10 de courant continu. Il en résulte d'abord que les deux relais d'accouplement 16 et 34 du dispositif de réglage B et du dispositif de surveillance D sont excites. La résistance à our seur tournant 13 est alors couplée avec le moteur 11, et le levier de commande 38 est couplé avec la roue satellite 32 du différentiel 8.
En outre, la partie gauche de L'enroulement d'exoitation 12 du moteur 11, et l'enroulement d'excita - tion 40 du moteur 1 reçoivent du courant , en sorte que les deux moteurs 1 et 11 entrent en action. Lecurseur tournant de la résistance 13 est lentement déplacé par le moteur 11 et une résistance de plus en plus grande s'intercale dans le circuit d'excitation du moteur 1.
La vitesse du moteur 1, et, par conséquent, également la vitesse des générateurs 2,3 augmentent donc d'une manière correspondante. Etant donné que le générateur 3 alimente le moteur synchrone 9, celui-ci tourne de plaus en plus vite du fait de l'augmentation de la fréquence. Mais dès que la vitesse provenant du moteur synchrone 20'- dépasse la vitesse du moteur synchrone 9 dans le différentiel 8, le levier de commande 38 du dispositif de surveillance D est pressé contre la tou-
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che 39, ainsi qu'il résulte de la direction de la flèche sur la figure.
Or, partir de l'instant où la vitesse (provenant du moteur synchrone 9) de la roue centrale 7 du différentiel 8 dépasse la vitesse qui provient du mo teur synchrone 20', la roue satellite 32 se met à rouler en sens inverse. Ce mouvement en sens inrerse de la roue satellite 32 se transmet au levier de commande 38" si bien que celui s'écarte de la touche 9 et se rapproche de la touche 41. Sur ce trajet, le levier de commande 38 ferme, pendant un peu de temps, le contact 27. Le relais 30 est alors excite et,. par suite le conjoncteur-disjoncteur de couplage se ferme. Le contact de maintien 29 a alors pour effet de maintenir en position de fermeture le oonjonoteur- disjoncteur de couplage quand le contact 27 s'ouvre.
Du fait de la fermeture du conjoncteur-disjoncteur de couplage 4, un courant de commande provo quant le fonctionnement à distance d'un relais résonance est transmis.
Des que le levier de commande 38 du dispositif de surveillance D entre en contact avec la touche 41, le moteur 11, qui s'est arrêté pendant le déplacement du levier de commande 38, entre =à nouveau en action, mais étant donné que c'est alors la partie droite de l'enroulement d'excitation 1 2 qui est branchée, il tourne
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en sens inverse de son sens précédent. Il en-résulte que le curseur tournant: de la résistance 13 revient en arrière. Une résistance de moins en moins grande est intercalée dans le circuit d'excitation 40, et par conséquent la vitesse du moteur 1 diminue. De ce fait, la vitesse du générateur 3 et oelle du moteur synchrone 9 diminuent également.
Finalement, le nombre de tours du moteur synchrone 9 aura été suffisamment réduit pour que la vitesse de la roue centrale 25 dépasse celle de la roue centrale 7 du différentiel 8. Le sens du mou- vement de la roue satellite 32 et, par conséquent, du levier de commande 38, changeront donc. Le levier de commande 38 quitte de nouveau la touche 41 et se rap- ppoohe de la touche 39. Ainsi qu'on peut le voir facilement, au cours de la durée ultérieure de l'émission, le levier de commande 38 oscillera d'un cote à l'autre.
Il se superposera donc au réseau 5 non pas un courant de commande ayant une fréquence absolument déterminée, mais, pour ainsi dire, une petitebande de fréquence, grâce a laquelle tous les relais à résonance d'une groupe réagiront même s'ils ne sont pas accordés tout à fait exactement sur la fréquence nominale. De pré- férenoe on choisit les rapports de transmission des moteurs synchrones 20,20',20'' de telle façon que le levier de commande 38 se mette à se déplacer de la touche 39 vers la touche 41 peu de temps déjà avant que l'on ait atteint la fréquence nominale du géné-
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rateur. De cette façon, on émet une petitebande de fréquence dans laquelle la fréquence nominale est franchie à la fois par-dessous et par-dessus.
Si l'on veut interrompre l'opération d'émission, on ouvre l'interrupteur 21' et, par conséquent, le conjoncteur-disjoncteur de couplage 37 qui est couplé avec cet interrupteur. Les relais d'accouplement 16 et 34 ne sont désormais plus axoités, en sorte que les ressorts 17 et 35 provoquent le désaccouplement entre le moteur 11 et la résistanoe à curseur tournant 13 d'une part, et entre le levier de commande 38 et le différentiel 8 d'autre part. Les ressorts de rappel 18 et 36 peuvent alors ramener le dispositif de réglage et le dispositif de surveillance à leurs positions d'origine. En même temps le moteur 11 et les moteurs-générateurs 1,2 s'arrêtent, et le conjonc - teur-disjonoteum 4 prend la position de disjonction.
Tout le poste d'émission est alors prêt de nouveau pour une nouvelle période d'émission. Si l'on ferme l'interrupteur 21 ou 11-interrupteur 21', les phénomènes précédemment décrits se reproduisent. Il n'est pas absolument indispensable que les moteurs synchro- nes soient reliés à un réseau à courant de basse fréquence ; on peut aussi employer comme source de courant un générateur à tube. A la place des moteurs synchrones 20,20',20", on'peut aussi utiliser un moteur synchrone unique. Oe moteur synchrone présente
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alors plusieurs trains de transmission de rapports différents, qui peuvent être accouplés sélectivement avec la roue aent-rale 25 du différentiel 8, et dont le nombre oorrespond au nombre des fréquences néces saires.