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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements aux systèmes de commande à distance par courants superposés dans les réseaux de distribution d'énergie.
La présente invention concerne un système de comman- de à distance d'appareils de commutation arbitrairement ré- partis dans un réseau de distribution d'énergie, par l'émission, en un point unique de ce réseau, de courants de commande dont les caractéristiques sont distinctes de celles du courant nor- malement distribué par ce réseau.
Une application importante d'un tel système consis- te, par exemple, dans la commande, depuis un point central du réseau, de l'éclairage public, des compteurs à tarifs multi-
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ples, des chauffe-eau, cuisinières électriques, etc... Mais il est évident que cette application n'est nullement restricti- ve des possibilités de l'invention.
On connaît déjà des systèmes de commande à distance basés sur l'émission d'une tension alternative ; dansces systèmes, les courants alternatifs résultant de cette émis- sion actionnent des relais comportant chacun un ou plusieurs organes vibrants, possédant chacun une fréquence propre déter- minée; dès que la fréquence de la tension alternative émise devient égale à la fréquence propre d'un de ces organes, ce- lui-ci entre en vibration, et un dispositif approprié trans- forme le mouvement alternatif de cet organe en mouvement con- tinu de rotation d'un arbre qui, directement ou par l'intermé- diaire d'une transmission, agit sur les contacts d'un relais ou effectue une commutation.
En modifiant la fréquence de la tension alternative émise, on peut faire vibrer un autre organe, afin de changer à nouveau la position du relais ou d'effectuer une nouvelle commutation.
Ces systèmes cependant présentent divers inconvé- nients, parmi lesquels on peut citer les suivants:
1) Le temps nécessaire à l'exécution d'une manoeu- vre, ainsi que le couple disponible pour l'effectuer sont fonc- tion de la fréquence de la tension alternative émise pour commander cette manoeuvre, étant donné que l'énergie mise en jeu est fournie par le mouvement de l'organe vibrant.
2) Le fonctionnement du relais dépend du courant d'excitation suivant la loi du carré; il en résulte une cer- taine insensibilité absolue (c'est-à-dire le courant d'exci- tation et par suite la tension alternative qui l'engendre doivent être assez élevés) alliée à une sensibilité relative @
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exagérée (c'est-à-dire, le relais est trop sensible aux variations de courant et, par suite, aux variations de ten- sion).
Le système objet de la présente invention s'affran- chit complètement des inconvénients ci-dessus.
Dans son principe essentiel, l'invention consiste à utiliser l'émission d'une onde porteuse modulée déterminée pour actionner l'arbre de commande, ou l'organe moteur du système de réception, tandis que les fréquences modulatrices établissent mécaniquement ou électriquement la liaison tem- poraire entre cet arbre ou cet organe, et le mécanisme à com- mander.
On obtient ainsi un temps de fonctionnement et un couple de commande constants quelle que soit la manoeuvre effectuée,puisque ces grandeurs ne dépendent que de la fré- quence de Inonde porteuse, fixe par hypothèse.
Pour la mise en oeuvre du principe ci-dessus, l'in- vention prévoit un relais comportant plusieurs systèmes accor- dés chacun sur une fréquence déterminée; un seul de ces sys- tèmes agit sur le dispositif de commande, et par conséquent est moteur, tandis que les autres servent uniquement à établir mécaniquement ou électriquement la liaison temporaire entre celui-ci et le mécanisme à entraîner; l'organe agissant sur le dispositif moteur est accordé de préférence sur la fréquen- ce de l'onde porteuse ou sur celle d'une de ses ondes latéra- les, tandis que les organes chargés d'assurer la liaison tem- poraire entre celui-ci et les mécanismes à entraîner sont accordés sur les diverses fréquences modulatrices.
Lorsque la liaison entre le dispositif de commande et le mécanisme à entraîner est établie, le fonctionnement de n
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l'ensemble est assuré par la seule action de l'onde porteuse (ou d'une de ses ondes latérales).
Le dispositif moteur sensible à la fréquence de l'onde porteuse est réalisé par exemple comme un téléphone et se compose d'un équipage successivement attiré et repoussé par le champ magnétique alternatif dû à l'excitation d'un électro-aimant par cette onde. A ce champ cependant s'ajoute celui d'un aimant permanent. Dans ces conditions, la force agissant sur l'équipage mobile dépend linéairement du courant d'excitation,c'est-à-dire de la tension émise qui l'engendre.
Il en résulte qu'un relais muni d'un tel dispositif est plus sensible du point de vue absolu, tout en étant moins sensi- ble aux variations de tension. L'invention prévoit, en outre, la suppression du champ magnétique de l'aimant permanent et l'accord de l'équipage mobile sur une fréquence double de celle de l'onde porteuse.
Par contre, les dispositifs destinés à assurer la liaison temporaire de l'organe moteur avec les mécanismes à commander,sont sensibles aux fréquences de modulation, et sont formés par des équipages accordés chacun sur une fréquen- ce différente ; ils sont attirés par un champ alternatif dans lequel se trouve un noyau feuilleté en fer; dans ces condi- tions, les forces attractives qui s'exercent sur ces équipa- ges dépendent du carré des courants induits par le champ al- ternatif.
La réalisation d'un relais conforme à l'invention est représentée par la figure 1 et décrite ci-aprèsà simple titre d'exemple, sans aucun caractère limitatif en particulier de forme, de dimensions ou de mode d'exécution.
Dans cette figure, un circuit magnétique feuilleté A est excité par le courant .1 qui circule dans un enroulement B.
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Cet enroulement est en série avec une capacité C et forme avec celle-ci un circuit accordé sur la fréquence de l'onde porteuse, ou sur celle d'une de ses ondes latérales.
Le circuit magnétique A se compose de deux circuits magnétiques distincts A1 et A2, séparés par une matière iso- lante E. On lui adjoint, de préférence en série avec la par- tie A1 un aimant permanent non représenté. L'ensemble du cir- cuit magnétique A1 ainsi constitué se ferme à travers une lame vibrante F dont la fréquence propre est égale à celle de l'onde porteuse ou à celle d'une onde latérale résultant de la modulation de cette dernière.
Le circuit magnétique A2 est constitué par des tôles magnétiques, mais ne comporte pas d'aimant permanent.
Dans le champ magnétique de ce dernier circuit se trouvent des équipages mobiles constitués par exemple par des lames vibrantes telles que I portant à leur extrémité libre un noyau feuilleté H et surchargées d'une masse G ; noyau H se trouve dans l'entrefer du circuit magnétique A2 et est ainsi le siège des forces mécaniques développées par le champ de ce circuit. Enfin, l'extrémité libre de chaque équipage mobile est reliée au bâti (ou à un point fixe) par l'inter- médiaire d'un ressort L permettant de régler sa fréquence propre avec facilité.
Les forces mécaniques agissant sur un tel équipage mobile sont proportionnelles au carré du courant d'excitation; celui-ci est donc relativement sensible aux variations de ce courant et, par suite, aux variations de la tension qui l'engendre; on remédie à cet inconvénient,en ap- pliquant des dispositifs auxiliaires dits "limiteurs d'ampli- tude" ou simplement des butées.
Le relais objet de la présente invention comprend, en outre, une roue à rochet 0 et, éventuellement, un certain
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nombre de roues dentées pour transmettre le mouvement de celle-ci à l'arbre actionnant les mécanismes de manoeuvre.
Son fonctionnement est le suivant:
Lorsqu'une tension alternative modulée est appliquée à ces bornes M et N, la lame F, accordée sur la fréquence de l'onde porteuse, ou fréquence modulée, entre en vibrations. La roue 0 est alors entraînée ainsi que la roue P fixée sur le même arbre ; cette dernière entraîne, directement ou non, la roue Q susceptible de tourner autour de l'axe des deux roues précédentes. Mais ce dernier mouvement n'est pas possible, car la roue Q est verrouillée par un dispositif commandé par le cliquet R. Quand ce cliquet est déplacé, le verrouillage libère la roue Q et celle-ci se déplace alors jusqu'à ce qu'elle engrène avec la roue S. A partir de ce moment, la roue 0 entraîne la roue S, cette dernière entraînant direc- tement le dispositif de manoeuvre.
Un deuxième cliquet T, lié au premier R, s'oppose à la rotation de la roue Q et lui impose ainsi un mouvement de translation. Un levier U forme butée sur le moyeu de la roue S, afin de limiter l'engrènement des roues Q et S.
Pour éviter que le mouvement descendant du cliquet R soit gêné par le cliquet T qui retient la roue Q, la liai- son entre ces deux organes est telle que le cliquet R puisse continuer son mouvement, même si le cliquet T est arrêté par la roue Q. Le cliquet R est poussé vers le bas dès que l'é- quipage mobile I portant la masse G, commence à vibrer, c'est- à-dire dès que le crochet W, solidaire de G, vient s'accrocher sur la face supérieure dudit cliquet. Ce cliquet tourne alors d'un certain angle jusqu'à ce qu'il échappe complètement Au crochet W.
L'application de la tension modulée produit donc le @
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résultat suivant : lalame F vibre dans tous les cas; si la fréquence de modulation a une valeur déterminée, l'équipage mobile I vibre également, ce qui provoque en définitive l'ac- couplement des roues Q et S. La roue S est entraînée jusqu'à ce que sa partie dépourvue de dents soit venue contre la roue Q. Dans cette position, la butée V vient toucher le levier U.
Si on change la fréquence de modulation, un autre équipage mobile de constitution identique à I, mais de fré- quence propre différente, entre en vibration et provoque l'accouplement de deux roues Q' et S' semblables à Q et S, mais non représentée sur la figure. La roue S' étant soli- daire de l'arbre S, celle-ci est également entraînée et la butée V soulève le levier U. Grâce à ce dernier mouvement, la roue Q revient à sa position initiale prête à exécuter une nouvelle commande.
Ainsi, conformément à l'invention, en appliquant au relais une tension alternative modulée à une fréquence dé- terminée, celui-ci exécute une manoeuvre et s'arrête ensuite, indépendamment de la durée de l'émission. Si une deuxième émission semblable a lieu par erreur, le relais n'est pas influencé.
Parmi les avantages notables du dispositif, on peut citer les suivants:
Aucune manoeuvre ne peut être provoquée en période transitoire d'établissement ou d'extinction de la tension du réseau ; en effet, dans ce cas, même si le cliquet R est dé- verrouillé, la roue Q ne recevra aucune impulsion pour se déplacer vers la roue S, puisque la roue 0 ne tourne pas par suite de la présence d'un aimant permanent dans le circuit magnétique agissant sur l'organe moteur (accordé sur l'onde porteuse ou une de ses ondes latérales) le relais ci-dessus est
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relativement insensible aux variations de son courant d'exci- tation, et par conséquent aux variations de la tension alter- native de commande émise sur le réseau.