<Desc/Clms Page number 1>
MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION BELAIS D'ACCELERATION POUR RHEOSTAT AUTOMATIQUE DE DEMARRAGE.
Il est connu de démarrer un moteur électrique à l'aide d'un rhéostat commandé par un servo-moteur électrique, électropneumatique ou éleotrohydraulique.
Quand le moteur à démarrer doit vaincre des couples résistants variables et quand les masses qu'il doit mettre en mouvement changent d'un démarrage à l'autre, la progression des balais du rhéostat doit s'opérer sous le contrôle d'un relais d'accélération. Le relais dtaccé- lération arrête ou ralentit le servo-moteur qui commande le rhéostat dès que l'intensité du courant de démarrage dépasse une valeur réglée et il rétablit la marche normale du servo-moteur dès que le courant de démarrage est suffisamment diminué.
Le relais d'accélération d'un rhéostat automatique de démarrage doit être très sensible et doit fonctionner d'une façon indépendante.
<Desc/Clms Page number 2>
Il doit être sensible parce que le rhé6stat possède habituellement un grand nombre de touches et permet par suite de maintenir le courant de démarrage dans des limites étroites. Le courant permettant le déclenchement du relais doit être suffisamment voisin du courant assurant son enclenchement pour ne pas faire perdre tout le bénéfice de la régularité permise par la graduation du rhéostat.
Le relais d'accélération doit de plus fonctionner d'une façon indépendante sans autre liaison avec le rhéostat que d'être excité par le courant de démarrage ou par un courant proportionnel à celui-ci. Ce relais ne peut notamment pas être analogue aux relais habituellement employés pour régler la progression des controllers ou l'enclenchement des contacteurs.
On saitque ces derniers comportent une bobine auxiliaire forçant l'enclenchement du relais et excitée temporairement après chaque passage de cran; le controller ou les contacteurs doivent commander une série de contacts d'asservissement ayant pour objet de rythmer l'excitation de la bobine et d'interrompre l'action du relais pendant son enclenchement forcé., L'installation des contacts d'asservissement n'est pas possible sur un rhéostat de démarrage qui comporte habituellement un grand nombre de touches et qui a ses balais animée d'un mouvement continu.
Pour contrôler la progression d'un rhéostat automa- tique on peut employer un relais dont l'organe moteur est constitué d'une bobine mobile dans un champ magnétique, Ce relais électrodynamique est d'une grande sensibilité et fonctionne d'une façon indépendante mais il est malheureusement d'une construction délicate et d'un prix élevé qui s'opposent à son emploi dans beaucoup de cas.
Le relais d'accélération qui fait l'objet de la présente invention est d'une construction simple et peu coûteuse, il présente une sensibilité suffisante et son fonctionnement est indépendant de la position occupée par les balais du rhéostat qu'il contrôle. Il est du type électro-
<Desc/Clms Page number 3>
magnétique. Son circuit magnétique peut recevoir l'une quelconque des formes connues; être composé d'une culasse fixe et d'une armature mobile toutes deux en métal magnéti- que ou se fermer en grande partie par l'-air environnant et ne comporter comme seule pièce magnétique qu'un noyau ou une armature mobile. Le nouveau relais est caractérisa par les enroulements qu'il porte et par la manière dont ceux- ci sont excités.
Sur le dessin ci-annexé auquel on se réfère dans la description qui va suivre :
La fig. 1 représente schématiquement la disposition d'un relais agencé conformément à l'invention..
La fig. 2 montre des courbes mettant en évidence les caractéristiques de fonctionnement de ce relais.
Sur la fig. 1 le relais est supposé en position déclenchée : BP est la bobine principale du relais ; ellepossède n spires et est excitée par le courant I du moteur en démarrage ou un courant proportionnel à celui-ci.
BA est la bobine auxiliaire ; ellepossède N spires et elle est connectée en série avec une résistance R et en dérivation avec une lampe à filament métallique L. Une différence de potentiel constante est..appliquée entre les bor- nes-a et b du circuit de cette bobine auxiliaire.
Les deux bobines BP et BA sont disposées de maniè- re à pouvoir agir simultanément et dans le même sens sur l'armature du-relais. Elles sont, par exemple, bobinées dans des sens concordants et enfilées sur une même branche du circuit magnétique, yù-n est un contact auxiliaire qui est ouvert quand le relais est déclenché et qui est fermé pendant la course d'enclenchement à partir d'une position de l'armature, in- termédiaire entre la position déclenchée et la position en- clenchée. A titre d'exemple, on a supposé que le contact m-n est constitua par deux balais qui peuvent être reliés par
<Desc/Clms Page number 4>
une barrette rappelée par un ressort de compression.
La fermeture du contact m-n court-circuite simultanément la bobine auxiliaire BA et la lampe L. p-q et r-s sont les contacts du relais affectés au circuit contrôlant le servo-moteur qui actionne le rhéostat.
Quand le relais est déclenché ces contacts permettent d'une fa- ' çon connue, la progression des balais à l'allure normale et quand le relais est enclenché ils commandent le ralentissement ou l'arrêt du servo-moteur.
S est le ressort ou le contrepoids qui rappelle l'armature du relais en position déclenchée.
0 est le dispositif permettant de règler l'intensité du courant de démarrage en faisant varier l'effort de rappel appliqué à l'armature du relais.
Sur la fig. 2 on a porté en abscisse les ampèrestours agissant sur le circuit magnétique du relais et en ordonnée l'intensité du champ magnétique que ces ampères-tours engendrent dans l'entrefer de l'armature mobile. Les courbes de magnétisation désignées Hd, Hm et He correspondent respectivement aux positions occupées par 1' armature quand le relais est déclenché, quand s'opère la mise en court-circuit de la bobine auxiliaire BA par le contact m-n et quand le relais est enclenché,
Les ordonnées cotées Gd, Gm et Ge représentent respectivement le s valeurs de l'intens ité du champ magnétique capable d'équilibrer l'effort de rappel appliqué à l'armature quand le relais est déclenché, quand s'opère la misee en courtcircuit de la bobine auxiliaire BA, quand le relais est enclenché.
Les segments d'abscisse côtés Ni représentent le nombre constant d'ampères-tours développés par la bobine auxiliaire BA quand le contact m-n est ouvert.
Les segments d'abscisse côtés @ I1 et n I2 représen-
<Desc/Clms Page number 5>
tent les nombres d'ampères-tours développés par la bobine principale BP respectivement au moment de l'enclenchement et au moment du déclenchement du relais.
Pour expliquer le fonctionnement on suppose que le relais se trouve d'abord déclenché (cas de la fig.l). Le contact m-n est ouvert, la bobine BA développe alors N i ampères-tours qui s'ajoutent aux n I ampères-tours développés par la bobine principale BP pour magnétiser l'entrefer avec une intensité représentée sur la fig. 2 par l'ordonnée d'un point de la éourbe Hd. Le -relais reste déclenché tant que l'effort d'attraction magné tique demeure inférieur à l'effort de rappel appliqué à l'armature, c'est-à-dire tant que le total (N i + n I) reste inférieur à (N i + n Il), abscisse du point 1 de la courbe Hd.
Dès que le courant de démarrage dépasse Il, le relais commence son mouvement d'enclenchement. Au cours de celui-ci le contact m-n se ferme et met en court-circuit la bobine auxiliaire BA. Si cette mise en court-circuit avait pour effet de supprimer instantanément le courant i dans la bobine BA, le point de la courbe Hm définissant l'état magnétique du relais passerait subitement de 2 en 3, l'intensité du champ magnétique tomberait immédiatement en dessous de Gm et l'armature amorcerait un mouvement de recul qui provoquerait à nouveau l'ouverture du contact m-n. Cette ouverture serait évidemment suivie du rétablissement du mouvement d'attraction ce qui signifie que l'armature du relais commencerait à pomper.
Cependant le courant i ne disparait pas instantanément après la mise en -court-circuit de .la bobine BA; il est prolongé par la force életromotrice induite dans la bobine BA par la réduction du flux magnétique se produisant à la suite du court-circuit. Le temps nécessaire à la disparition du courant i est suffisamment long pour que la course d'enclenchement de l'armature s termine sans que l'intensité du champ magnétique descende an dessous de la valeur capable
<Desc/Clms Page number 6>
d'équilibrer l'effort de rappel appliqué à l'armature. Après disparition du courant i, l'intensité du champ magnétique main- tenant le relais enclenché est représentée par l'ordonnée d'un point de la courbe He voisin du point 4.
Le relais déclenche quand l'attraction magnétique devient inférieure à l'effort de rappel appliqué à l'armature mobile,c'est-à-dire quand lecourant de démarrage descend en des sous de I2,point 5 de la courbe He.
Pendant la course de déclenchement le contact m-n s'ouvre alors que l'armature setrouve dans une position inter- médiaire; la bobine auxiliaire BA est alimentée. Si l'excita- tion de cette bobine BA s'établissait instantanément à sa pleine valeur dès l'ouverture du contact m-n, l'intensité du champ ma- gnétique passerait subitement de la valeur représentée par l'or- donnée du point 6 à celle représentée par l'ordonnée du point 7 de la courbe Hm. L'armature du relais se mettrait alors à pom- per parce que l'effort d'attraction magnétique deviendrait, après l'ouverture du contact m-n, supérieur à l'effort de rap- pel appliqué à l'armature. La lampe Lempêche un tel pompage.
On sait que les lampes à filament métallique ont la propriété de présenter, à froid, une résistance très faible en comparaison de la résistance qu'elles présentent quand leur filament est incandescent. Immédiatement après l'ouverture du contact m-n la résistance de la lampe est très faible, la chute de tension dans la résistance R absorbe la majeure partie de la différence de potentiel constante appliquée entre les bornes a et b, la ten- sion appliquée à la bobine auxiliaire BA est très faible. Au.fur et à mesure que le filament de la lampe L s'échauffe la chute la résistance de tension dans/R diminue et la tension appliquée à la bobine BA augmente.
Le filament de la lampe L atteint sa température de régime après un temps qui est suffisamment long pour que, pen- dant la course de déclenchement, l'attraction magnétique reste toujours inférieure à l'effort de rappel. la
En fin de/ course de déclenchement, l'intensité du
<Desc/Clms Page number 7>
champ magnétique règnant dans lTentrefer est représentée par l'ordonnée du point 8 de la aourbe Hd.
Suivant une première variante de l'invention, la lampe à filament métallique L peut être remplacée par une résis- tance quelconque jouissant des mêmes propriétés c'est-à-dire constituée d'un conducteur présentant un coefficient de tempéra- ture positif suffisamment élevé et possédant une section assez réduite pour produire l'effet décrit ci-avant.
Suivant une seconde variante de l'invention, la ré- sistance R peut être remplacée par une lampe à filament métalli- que ou être formée d'un conducteur ayant un coefficient de tem- pérature positif suffisamment élevé et une section assez rédui- te pour présenter une valeur ohmique de régime beaucoup plus élevée quand le contact m-n est fermé que lorsque ce même contact est ouvert. Dans ce cas la lampe L peut être éventuelle- ment remplacée par une résistance du type ordinaire ou par une résistance à faible coefficient de température ou même être supprimée,.
Suivant une troisième variante on peut donner à la résistance R une self induction très élevée et remplacer la lampe L par une résistance crdinaire ou par une résistance à faible coefficient de température ou même la supprimer.
Suivant une quatrième variante, on peut supprimer la lampe L ou la remplacer par une résistance à faible coefficien même temps qu'on donne,, ent de température/par des moyens connus, une grande force vive à l'armature du relais et que l'on dispose le contact m-n pour s'ouvrir seulement à .la fin de la course de déclenchement.
On remarquera que le relais faisant l'objet de l'invention est très sensible ; lecourant permettant le déclen- chement est très voisin du courant qui assure l'enclenchement parce que les ampères-tours de la bobine auxiliaire compensent l'augmentation de la reluctance du circuit magnétique.
On remarquera en plus que le relais peut fonction- ner d'une manière indépendante sans autre liaison avecle rhéos-
<Desc/Clms Page number 8>
tat que d'être excité par le courant de démarrage ou par un courant proportionnel à celui-ci.
REVENDICATIONS :
1) Relais d'accélération à fonctionnement électroma- gnétique applicable au contrôle d'un rhéostat automatique de démarrage comprenant une bobine principale parcourue par le courant de démarrage ou un courant proportionnel à celui-ci, une bobine auxiliaire excitée par une source à tension constante agissant dans le même sens que la bobine principale, caractérisé en ce que la bobine auxiliaire est connectée en série avec une résistance et en dérivation avecune lampe à filament métallique,,. cette bobine étant court-circuitée-de même que la lampe-quand le relais est enclenché, par un contact auxiliaire qui sa ferme pendant la course d'enclenchement.
2) Relais suivant 1 dans lequel la lampe à filament métallique se trouve remplacée par une résistance formée d'un conducteur possèdant un coefficient de température élevé et d'une section suffisaient réduite pour présenter en régime établi une augmentation importante de sa résistance électrique quand il est parcouru par le courant dérivé aux bornes de la bobine auxiliaire.
3) Relais suivant 1 ou 2 dans le quel la résistance conne ctée en série avec la bobine auxiliaire est constituée d'une lampe à filament métallique ou d'un conducteur, à grand coef- ficient de température, suffisamment mince pour présenter en régime établi une grande augmentation de résistance quand la bobine auxiliaire est court-circuitée par le contact auxiliaire.
4) Relais suivant 3 dans lequel la lampe ou la résistance à grand coefficient de température dérivée aux bornes de la bobine auxiliaire se trouve supprimée ou remplacée par une résistance ordinaire ou à faible coefficient de température.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.