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Dispositif pour émettre à volonté des courants alternatifs de fréquences différentes.
La présente invention concerne un dispositif pour l'émission à volonté, de courants alternatifs de fréquences différentes. De semblables dispositifs sont déjà connus et fonctionnen.t en général de telle manière qu'au moyen d'une ou de plusieurs machines toutes les fréquences désirées sont produites tandis qu'ensuite le choix des fréquences désirées se fait par des moyens de filtrage ou analogues. Ces dispositifs sont toutefois compliqués et coûteux car toutes les
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fréquences de courants alternatifs sont produites en même teps et qu'il faut prévoir des moyens de filtrage particuliers pour chaque fréquence.
Pour cette raison, il est plus avantageux de produire simaltanément par la machine de fréquence seulement une fréquence et de la faire actionner par un moteur à plusieurs régulateurs de vitesse de rotation pouvant être mis en service à volonté et possédant des contacts de commande non tournants. Le moteur est alors maintenu au nombre de tours désiré par un régulateur qui est mis en position de telle façon qu'il assure d'une manière connue en elle-même la ccnstance du nombre de tours du moteur. La constitution qui précède du régulateur de nombre de tours a l'avantage d'une sécurité particulière de fonctionnement qui provient entre autres de ce que l'on évite les contacts peu surs et soumis à une grande usure et au'on peut employer à 'leur place des contacts de pression.
Une autre caractéristique de 'j'invention est la simplicité du nouveau dispositif.
Les fig. 1 à 5 montrent des exemples de réali- sati-n de l'idée de l'invention. Les fig. 1 et 2 montrent un dispositif dans lequel le moteur de commande est réglé au moyen de plusieurs dispositifs fonctionnant sous l'effet de fréquences différentes, en particulier de relais de fréquence qui sont alimentés par la génératrice de courant alternatif, par le fait qu'ils sont intercalés directement dans le circuit de la génératrice de courant alternatif ou sont alimentés par celle-ci au moyen de transformateurs, de changeurs de fréquence ou d'organes équivalents.
La commande du moteur d'actionnmenet pour la génératrice de courant alternatif se fait d'une manière connue par le placement et l'enlèvement de résistances dans le circuit du moteur tandis qu'avantageusement le relais de fréquence effectue
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ces changements de connexion non pas directementma.is au moyen d'un relais auxiliaire.
L'opération qui se déroule lors du choix et de l'émission d'une fréquence est alors la suivante : Lors de l'actionnement d'une touche, par exemple d'un commutateur basculant qui sert à la sélection de la fréquence désirée, un relais de fréquence qui règle le moteur au nombre de tours désiré est intercalé dans le circuit de la génératrice de courant alternatif. En même temps, le moteur est mis en marche et cela de telle manière qu'il a une tendance à atteindre un nombre de tours qui correspond à une fréquence située au-dessus de la fréquence désirée. Le moteur démarre donc avec un nombre de tours croissant et le relais de fréquence intercalé dans le circuit de la génératrice de courant alternatif est parcouru par des courants alternatifs de fréquence croissante.
Avant que le moteur atteigne son plein nombre de tours,le relais de fréquence fonctionne et produit, par exemple au moyen du relais auxiliaire, un changement de connexion dans le circuit du moteur de telle manière que le nombre de tours du moteur s'abaisse en-dessous de la valeur correspondant à la fréquence désirée. De ce fait, le relais de fréquence est de nouveau amenéà reom- ber de sorte que le nombre de tours du moteur s'élève à nouveau. Ce jeu se répète aussi longtemps que le relais de fréquence est intercalé dans le circuit de la génératrice du courant alternatif. L'émission du courant alternatif au récepteur peut alors se faire d'une manière connue par une deuxième touche qui est actionnée dans la cadence des impulsions désirées.
Pour augmenter la précision de réglage du régulateur de nombre de tours, il est avantageux da.ns le cas de plusieurs fréquences, lors de la mise en circuit du moteur de ne pas faire démarrer celui-ci toujours au plein nombre de
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tours mais de prévoir des graduations dans le nombre de tours du moteur.
A la fig. 1, le moteur M comportant l'enroulement de champ MF et l'induit MA est relié aux bornes 1 et 2 d'un circuit à courant intense qui alimente le moteur par l'intermédiaire des résistances préalables Wl,W2. La résistance Wl est en outre en série avec l'induit Il± du moteur et la résistance W2 en série avec l'enroulement de champ MF.
L'induit du moteur actionne la machine de fréquence M qui est établie d'une manière appropriée quelconque mas de telle façon que la fréquence de courant alternatif produite par cette machine dépend de la vitesse de rotation de la machine. il est essentiel également d'employer pour la production de courant alternatif une machine qui est indépendante de la charge, c'est à dire qui par la puissance qui en est tirée maintient son nombre de tours pour un moment de commande constant. On utilise avantageusenent à cet effet une machine qui transforme par des changements de connexion, des commutateurs ou des organes analogues, un courant continu en courant alternatif. Dans le circuit de la machine de fréquence se trouvent les relais de fréquences F1 à F4 qui, dans la position de repos du dispositif, sont mis en courtcircuit par des touches Tll, T21, T31, T41.
L'émission de la fréquence se fait par fermeture des touches d'émission STI, ST2.
Le fonctionnement de l'exemple de réalisation représenté à la fig. 1, est décrit ci-après.
Si l'on désire la fréquence correspondant au relaisde fréquence Fl, on actionne la touche Tll-14 par lesquelles le commutateur Tll est ouvert et les commutateurs T12, T13, T14 sont fermés. Par l'ouverture du commutateur Tll, le court-circuit pour le relais de fréquence FI est supprimé ; les commutateurs T12, T13 relient le moteur M à la tension tandis que l'alimentation de l'enroulement de champ
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du moteur se fait par le commutateur T14 et l'alimentation de l'induit par l'intermédiaire du contact de repos a1 du relais A. Le moteur démarre et si le contact al reste fermé, il atteindrait un nombre de tours qui correspondrait à la fréquence fn (voir fig. 2). La caractéristique de démarrage du moteur pour ce cas est représentée à la fig.
2. Avant que cettefréquence fn soit atteinte, le relais de fréquence FI fonctionne et ouvre son contact de repos fl de sorte que le court-circuit du relais A est coupé.
Le relais A est excité, ouvre son contact de repos al et met ainsi la résistance Wl dans le circuit de l'induit MA du moteur de sorte que le moteur est mis au point à un nombre de tours qui correspond à. la fréquence fil (fi g. 2). Le moteur commence donc à marcher plus lentement et la fréquence produite par la machine de fréquence FM diminue. Avant que le moteur ait atteint toutefoisle nombre de tours correspondant à la fréquence f1", le relais de fréquence F1 retombe, ferme son contact de repos fl de sorte que lerelais A ferme de nouveau son contact de repos a1. Par la mise en court-circuit de la résistance w1 le nombre de tours du moteur augmente de nouveau et le jeu recommence.
Le moteur oscille donc avec son nombre dé tours suivant la courbe I de la fig. 2 autour du nombre de tours correspondant à la fréquence fl et comme le relais de fréquence Fl peut être acoordé de façon très précise, ces oscillations sont très minimes de sorte que le courant alè ternatif produit par la machine de fréquence FM possède une fréquence suffisamment constante fl. Par l'actionnement des touches d'émission ST1, ST2, cette fréquence est alors émise.
Le processus se déroule de façon correspondante lors de l'actionnement de la touche T21-25 qui met en
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circuit le relais de fréquence F2 par l'ouverture du commutateur T21 dans le circuit de la machine de fréquence.
Il est avantageux d'accoupler les touches ensemble de telle façon qu'un seul relais de fréquence peut être mis en circuit à la fois. Les commutateurs T22, T23 raccordent de nouveau le moteur M à la tenion , tandis que la résistance W1 est mise en court-circuit par le commutateur T24.
Une partie de la résistance W1 est en outre mise en court-circuit par le commutateur T25 de sorte que par l'ouverture du contact de repos al du relais A, seule une partie de la résistance Wl est montée en série avec l'induit du moteur MA. Si le contact a1 restait fermé, le moteur atteindrait de nouveau le nombre de tours correspondant à la fréquence fn, mais le relais de fréquence F2 fonctionne au préalable et ouvre par son contact f2 également le court-circuit peur le relais A, de sorte que ce dernier fonctionne et ouvre son contact al. Par la mise en circuit de la résistance dans le circuit de l'induit du moteur, le nombre de tours du moteur retombe et atteindrait, si le commutateur ai restait ouvert, la valeur correspondant à la fréquence f2' (fig. 2).
Mais auparavant le relais F2 retombe et ferme au moyen de son contact f2 le court-circuit pour le relais A qui est désexcité et ferme de nouveau son contact de repos ai. Le nombre de tours du moteur commence à augmenter, jusqu'à ce que le relais de fréquence F2 fonctionne de nouveau, ce relais mettant en circuit de nouveau de la manière décrite plus haut la résistance dans le circuit déinduit. Ce processus se répète aussi longtemps que la touche T2 reste fermée et suivant la courbe II, fig. 2, le nombre de tours du moteur oscille autour d'une valeur correspondant à. la fréquence f2. L'émission du ,ourant alternatif de cette fréquence se fait par la tou-
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che d'émission ST1, ST2 commune à toutes les fréquences.
D'une manière analogue se produit le réglage de la machine de fréquence FM sur les fréquences f3, f4. Lors de l'actionnement de la touche T31-34, le relais de fréquence est mis dans le circuit de la machine de fréquence par l'ouverture du commutateur T31 et par les commutateurs T32, T33 le moteur est mis à la tension.
L'alimentation de l'enroulement de champ MF du moteur se fait toutefois au moyen de la pleine résistance W1, tandis que la résistance Wl qui en série avec l'induit du moteur reste en court-circuit par le contact al du relais A. Lors de cette commutation, le moteur prendrait un nombre de.tours correspondant à la fréquence f2n (fig.2) lorsque le contact bl du relais B reste ouvert, ce relais'ayant été mis en parallèle par rapport à la résistance W1 par le commutateur T34. Avant l'obtention de ce nombre de tours,le relais de fréquence F3 fonctionne toutefois et au moyen de son contact f3 il met à la tension le relais B de sorte que ce dernier fonctionne et ferme son contact de travail bl.
La résistance W2 placée en série avec l' enroulement de champ du moteur est ainsi mise en court-circuit de sorte que le nombre de tours du moteur commence à s'abaisser à la valeur correspondant à la fréquence f3' = fn. Avant que ce nombre de tours soit atteint, le relais F3 ferme son contact f3 de sorte que le relais B retombe de nouveau ; il ouvre son contact bl et de ce fait met la résistance W2 de nouveau en série avec l'enroulement de champ du moteur. Le nombre de tours du moteur s'élève jusqu'au nouveau fonctionnement du relais F3, après quoi le jeu se répète. De cette manière le nombre de tours du moteur oscille autour d'une valeur corréspondant à la fréquence f3 et cela avec une caractéristique correspondant à la courbe III (fig. 2).
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Lors de l'actionnèrent de la touche T41-44, le relais de fréquence F4 est, Par l'ouverture du contact T41, mis dans le circuit de la machine de fréquence, les commutateurs T42n T43 raccordent le moteur à la tension , et par T44 le contact de travail bl du relais B met en parallèle une partie de la résistance W1. Le moteur tend par conséquent d'abord de nouveau à atteindre le nombre de tours correspondant à f2n mais ses connexions sont changées de telle façon, lors du fonctionnement du relais de fréquence F4, par la fermeture du contact bl, qu'il tend à atteindre un nombre de tours correspondant à la fréquence f4' (fig. 2).
Auparavant, le relais de fréquence ferme toutefois de nouveau son contact f4 et fait retomber le relais B de sorte que le contact bl est ouvert et que le nombre de tours du moteur s'élève de nouveau. La fréquence produite alors par la machine de fré- quence FM oscille alors suivant la courbe IV (fig.2) autour de la fréquence f4, qui peut être émise de nouveau par l'actionnement de la touche d'émission ST1, ST2.
Outre les contacts al,bl, les relais A, B passedent les contacts montés en parallèle a2, b2 au moyen desquels ilsmettent en circuit la lampe de signal L. Le préposé peut reconnaitre au scientillement de la lampe L que la machine 1@ est réglée par le relais A ou B. Aussi longtemps que la lampe L ne s'allume pas , la machine n'a pas atteint le nombre de tours désiré. Avant l'actionnement des touches d'émission ST1, ST2, le préposé doit donc attendre le commencement du scintillepent de la lampe.
Lesrelais de fréquence Fl-F4 sont établis de telle façon que lors de leur excitation ils mettent en vibration le ressort médian de leurs contacts fl-f4 qui sépare ainsi les deux ressorts de contact extérieurs de sorte que le circuit passant par.les deux ressorts de contact extérieurs est ouvert. A la place de ces relais on peut employer naturelle-
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ment aussi d(autres telais dépendant de la fréquence qui possèdent par exemple à la place de l'accord mécanique des languettes de relais, un accord électrique ou qui ont à la place d'un contact oscillant en cadence avec la fréquence d'excitation, une armature se fermant et retombant à la manière des relais de courant continu.
Aux fig. 3 à 5, on a représenté un autre exemple de réalisation de l'idée de l'invention, dans lequel on emploie pour le réglage des différents nombres de tours des régulateurs mécaniques de nombre de tours appropriés sous la forme de régulateurs centrifuges. Le mouvement de rotation est ici, en vue de la commande, transformé en un mouvement de va-et-vient des organes de commande non rotatifs.
La fig. 3 montre le schéma pour cet exemple de réalisation, qui correspond essentiellement à celui de la fig. 1. Sur l'arbre W sont modes un nombre, correspondant aux fréquences désirées, de régulateurs de nombre de tours représentés à-la fig. 4.
Chaque régulateur à force centrifuge possède (fig.4) plusieurs méchoires B1 à B3, commandées par la force centrifuge, qui sont fixées de façon à pouvoir tourner, au moyen d'organes de fixation Dl à D3, au plateau S1 monté librement sur l'arbre W. Par des ressorts F1 à F3 qui sont fixés d'une part aux mâchoires Bl' à B3 et d'autre part à un disque S3 calé sur l'arbre W, les mâchoires sont maintenues dans une position déterminée. Pour le réglage de la valeur de fonctionnement du régulateur, on a prévu un dispositif de mise au point G commun aux trois ressorts qui est relié au plateau S2 et se sert d'une vis de mise au point dont la. pointe est appliquée contre une saillie du plateau S3.
A une distance déterminée des mâchoires se trouve un levier Sl qui a en partie uneforme aemi-circulaire et qui est fait avantageusement en t8le d'acier et est fixé
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à la partie Tl du dispositif. A partir d'un nombre de tours limite déterminé, ce levier est déplacé en sens inverse de celui des aiguilles d'une montre autour de son point de serrage, par les mâchoires Bl à B3 projetées vers l' extérieur.
Afin d'obtenir un frottement aussi minime que possible entre les mâchoires et le levier fait en un ruban d'acier et poli parfaitement à sa surface de contact, on emploie avantageusement pour les mâchoires un tissu durci à la bakélite.
Dans l'exemple de réalisatinn, le levier Si est employé en même temps comme ligne d'amenée de courant et il est pourvu à son extrémité non enchassée d'un contact de commande. A la fig. 4, outre la réalisation du régulateur avec un contact de repos al, formé par le contact monté sur le ruban d'acier et un contact d'un ressort K du relais, on a indiqué encore une forme de réalisation du régulateur avec un contact de travail cl qui est formé par le contact en pointillé sur le levier 31 et la vis A. T2 est une partie fixe du dispositif sur laquelle les parties parcourues par le courant sont disposées avec isolement.
Pour faire marcher alors, en vue de l'émission de courant alternatif de fréquence déterminée, le groupe avec une vitesse de rotation déterminée, on presse par exemple la touche Tl et on ferme ainsi les contacts Tll à T14. L'induit MA du moteur recoit du courant par : 1, T11, T14 al, l'enroulement d'induit MA, T12, 2 ; l'enroulement de champ MF re- çoit du courant par : 1, Tll, T13, MF, T12, 2,de sorte que le moteur et la machine de fréquence accouplée à celui-ci démarrent. Par la pression sur la touche Tl, le réglage du nombre de tours choisi du moteur est repris par le régulateur de nombre de tours conjugué dont le contact de commande al est ouvert lorsqu'est atteinte la valeur de nombre de tours limite.
Lors de l'ouverture de ce contact al, par saite de la pression exercée sur le levier de commande SI
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par les mâchoires refoulées vers l'extérieur Bl à B3, la résistance ?Il est mise dans le circuit de l'induit et le nombre de tours du moteur devient plus petit. De ce fait les mâchoires Bl à B3 du régulateur de nombre de tours choisi ne pivotent plus jusqu'à ce qu'elles repoussent le levier SI. Ce dernier revient dans sa position de repos et le contact al est fermé. La résistance W1 est de nouveau mise en court-circuit et le nombre de tours du moteur s'élève de nouveau. Ce jeu se répète et il est possible par le dispositif de maintenir une zone étroite de nombre de tours et dedonner à la ma.chine de fréquence un nombrede tours pratiquement suffisamment constant.
Suivant les besoins, on peutpar l'actionnement des touches d'émission ST1, ST2 provoquer l'émission de la fréquence choisie.
S'il faut effectuer l'émission d'une autre fréquence, on presse par exemple la touche T3 avec ses contacts T31 à T34. Par la fermeture du contact de touche T33 le réglage du nombre de tours du moteur est alors effectué par un régulateur avec le contact de travail cl. Après l'obtention du nombre de tours limite, le régulateur fonctionne. Le contact cl (fig. 3 et 4) est fermé et de ce fait la résistance W2 dans le circuit de champ du moteur est mise en court-circuit. Le nombre de tours du moteur commence par conséquent à s'abaisser, le contact cl est ouvert par le mouvement de retour du levier SI dans le sens des aiguilles d'une montre et la résistance W2, est intercalée dans le circuit de l'enroulement de champ, produit un nouvel accroissement du nombre de tours du moteur.
De cette manière, le jeu alterné se continue avec conservation du nombre de tours choisi et pratiquement suffisamment constant. L'émission de la nouvelle fréquence réglée se fait de nouveau par l'actionnement de la touche d'émission dans le circuit de la machine de fréquence.
On a représenté à la fig. 5 une forme de réalisation
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particulière du dispositif décrit dans le second example de réalisation, forme dans laquelle le contact de commande K1 fonctionna par exemple comme contact de travail. L'organe de commande SI indiqué à la fig. , reoourbé en partie en demi-cercle , a la forme d'une lame de ressort S4 qui est serrée dans la pièce T3. Ce ressort S4 porte une armature A dans le voisinage du point de serrage et un contact Kl à l'extrémité libre. Dans les régulateurs de ce genre, l'organe de commande S4 se trouve habituellement en dehors du champ d'action des organes de commande rotatifs (Bl à B3).
4' est seulement aprèsle choix d'un régulateur déterminé de nombre de tours, par exemple par une commande à. boutonpoussoir, que par l'excitation de l'aimant M choisi, l'organe de commande 34 conjugué et pourvu de l'armature A est attiré et que par conséquent le contact Kl est fermé. Au point de vue du fonctionnement, ce contact KI correspond au contact kl de la fig. 3. Le contact de touche T14 monté en série n'est pas nécessaire dans cette forme de réalisation. Par contre toutefois, un contact de touche pour la mise en circuit de l'aimant de l'accouplement M lors du choix serait nécessaire. Le reste du fonctionnement de semblables régulateurs de nombres de tours s'effectue suivant la manière déjà esquissée.