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Moteur électrique à rotation asservie par télécommande.
On connait des installations électriques d'asservis- sement constituées par un moteur dit "récepteur" dont les moin- dres mouvements sont commandés à distance par un organe dit "transmetteur".
Ces dispositifs utilisent tous les moteurs récepteurs auto-synchnones bien connus, dont le fonctionnement s'explique par l'action de champs tournants, créés dans l'induit'par un courant alternatif polyphasé.
Le rotor suit synchroniquement le champ tournant et si la fréquence du courant alternatif polyphasé varie, la vitesse de rotation du champ tournant se modifie proportionnellement à ces variations.
La particularité fondamentale des dispositifs connus d'asservissement est de produire un courant alternatif polyphasé dont la fréquence varie proportionnellement aux variations de
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mouvement que l'on désire transmettre selon des procédés connus, au moyen de l'organe "transmetteur".
La présente invention a pour objet un moteur électrique dont le sens. et la vitesse de rotation sont télécommandésà vo0 lonté, de manière synchrone, par un organe d'asservissement tournant. Le synchronisme est constant pour toutes les accélérations positives et négatives, dans l'un comme dans l'autre sens de marche; il n'est pas influencé par le couple résistant aussi longtemps que la valeur de celui-ci n'excède pas celle du couple moteur maximum pour lequel la machine a été conçue.
Afin d'en bien faire apparâître les particularités et le mode de fonctionnement, le dispositif suivant l'invention est décrit ci-dessous en se référant aux dessins schématiques annexés.
Considérons une machine à courant continu; les pôles nord et sud alternent sur le pourtour de l'ihduit et les lignes de force y pénètrent et en sortent tour à tour, si l'inducteur est parcouru par un courant d'excitation. Entre les deux régions où les lignes de force sont de sens contraire, existe une zone dite neutre où n'agit aucune force magnétique. C'est dans cette zône neutre que se maintiendra une section de l'induit considérée isolément, si elle est parcourue par un courant continu.
Plus exactement, cette section se maintiendra sur l'axe neutre résultant de la combinaison des champs inducteurs et induit et cette position d'équilibre est maintenue tant que reste inchangé le sens du courant parcourant la section.
Si toutes les sections de l'induit sont parcourues par un courant de sens convenable, l'équilibre s'établit d'autant plus vite en raison du nombre de sections en cause. Considérons un induit sans collecteur, dont le bobinage est, commedans toute machine à courant continu, divisé en autant de groupes de faisceaux, parcourus par un courant de même sens, qu'il y a de pôles inducteurs. Tant qu'aucune contrainte mécanique n'influence l'appareil, les axes figurant les zônes neutres résultantes, passeront par le milieu de chacun des groupes de faisceaux.
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Pour modifier dans uh sens ou dans l'autre la posi- tion de l'induit par rapport à l'inducteur, il faudra inverser le sens du courant dans le premier ou le dernier faisceau de chaque groupe induit et ainsi de suite si l'on désire continuer le mouvement de rotation de la machine. Si cette inversion ou commutation est assurée par un organe non solidaire de l'ensem- ble rotorique, la machine devient réceptrice. On peut ainsi par la manoeuvre'd'un organe approprié, mécaniquement indépendant, mais relié à. l'appareil par des connexions convenables, asservir la rotation de celui-ci. Cet organe transmetteur peut se trou= ver dans une position quelconque et même à distance du récepteur.
Il est facile de voir que la sensibilité du récepteur dépendra principalement du nombre de faisceaux constituant chacun des groupes induits, ou, en d'autres termes, du nombre de sections constituant un pas polaire.
La fonction du transmetteur est de répartir judicieu- sement l'arrivée et le départ du courant dans les sections et d'assurer à tout instant dans toutes les positions une commu- tation convenable. Ce but est atteint tout naturellement par un collecteur fixe, convenablement raccordé à l'induit du récepteur, à la périphérie duquel on fait circuler un équipage de balais amenant le courant d'alimentation. Le rotor du récepteur suit, pas à pas, les déplacements que l'on fait subir à cet équipàge mobile, quels que soient le sens ou la vitesse de ce déplacement.
Ceci reste vrai pour les vitesses et accélérations normales ; les possibilités du dispositif couvrant largement les besoins que l'on peut rencontrer dans la pratique. Nous avons supposé que l'équipage de balais était mobile autour d'un collecteur fixe.
L'inverse est réalisable également, mais il en résulte une cer- taine complication dans les prises de connexions.
Il est possible'd'imaginer d'autres dispositifs trans-. metteurs applicables 8 ce genre de récepteur et la description qui précède n'est nullement'limitative à cet égard. Notamment, suivant les besoins de l'application à réaliser, la commutation peut s'effectuer à, l'aide de relais adéquats, commandés par cel-
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Iules photo-électriques. Cette solution présente le grand avantage de ne demander aucun effort moteur direct pour la télécommande d'asservissement, celui-ci étant fourni par une source au- xiliaire.
La particularité fondamentale du mode d'asservissement selon l'invention est que l'on inverse successivement le sens du courant, dans le premier ou dernier faisceau de chaque groupe composant l'induit du récepteur, par le moyen d'un organe transmetteur mécaniquement indépendant afin d'assurer le synchronisme de rotation entre transmetteur et récepteur.
Cette particularité subsiste aussi bien pour les induits rotoriques que pour les induits statoriques, cette dernière disposition étant toutefois préférable en raison de la simplicité de ses connexions.
L'alimentation peut se faire en courant continu, ce qui permet un récepteur de construction normale, mais aussi en cou- rant alternatif ; ce cas, la construction est spéciale et s'inspire des particularités des moteurs monophasés à, collecteur.
Il a été admis qu'à l'arrêt les axes figurant les zônes neutres résultantes coïncident avec ceux figurant le milieu des groupes induits. Cette coïncidence continue à se manifester pendant la rotation du dispositif si le couple résistant est supposé nul. Notons en passant que cette position envisagée seulement pour la facilité de l'explication n'est pas favorable à la bonne marche de l'appareil.
Les diverses applications auxquelles le groupe asservi est destiné exigent que le récepteur soit en prise avec les organes dont il doit assurer la manoeuvre. La machine ne fonctionne donc jamais à. vide et, sous l'effet du couple résistant, les axes neutres et induits sont décalés d'un certain angle, l'un par rapport à l'autre.
L'induit est alors parcouru par un courant de valeur croissante proportionnelle à cet angle. L'action du courant induit sur le champ inducteur produit un couple moteur, qui lui -permet d.e vaincre le couple résistant et la valeur du courant
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absorbé par le récepteur dépend, en premier lieu, du couple résistant, ainsi que (Le la tension appliquée aux bornes du récepteur.
Sous l'effet d'une surcharge, l'angle de décalage peut croître jusqu'à ce que les axes du champ induit coîndident, cette fois, avec les axes passant par le milieu des pôles inducteurs.
Cette position assure un fonctionnement stable au récepteur; elle se maintient'aux divers régimes désirés, par une alimentation à tension variable bien conditionnée. Dans les installations de certaine importance, l'emploi d'une génératrice auxiliaire spéciale s'impose à cette fin.
Le dessin est, en projection frontale, une représenta-. tion schématique de la télécommande asservie d'un moteur récepteur à six pôles inducteurs; a est le transmetteur b le récepteur, c la ligne joignant électriquement ces deux organes, µ le réseau d'alimentation.
Le transmetteur a est composé d'un équipage mobile 1, muni des balais 2, 3, recevant le courant du réseau d'alimentation par les conducteurs 4, 5 connectés aux bagues 6 et 7. Sur ces bagues frottent les prises de contact 8 9 solidaires de l'équipage mobile 1. Les balais 2, 3, distribuent le courant aux lames d'un collecteur fixe 10, qui sont connectées à la ligne de jonction composée par les conducteurs 11,12, 13, 14, 15, 16, qui aboutissent au récepteur b, dont ils alimentent les connexions circulaires 17,18, 19, 20,21, 22. Ces dernières répartissent le courant de sens convenable dans les groupes induits composés chacun des sections 23, 24, 25, 26, 27,28.
Chaque section est représentée par les points 29,30, figurant les portions longitu- dinales ou faisceaux ; droite joignant ces deux points figure les portions frontales avant et arrière. L'arc 32 figure la jonction des conducteurs d'entrée et de sortie d'une section à ceux des sections suivantes. L'ensemble de toutes les sections constitue l'induit statorique du récepteur b.
Le rotor du récepteur est constitué par les masses polaires 33,34; 35; 36, 37, 38 comportant chacune, une bobine inductrice 43. Ces bobines inductrices, connectées ensemble re-
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çoivent le courant de la ligne, par l'intermédiaire des bagues 39, 40, sur lesquelles frottent les balais 41 et 42.
Le choix du nombre de pôles inducteurs est déterminé par le genre d'application.
Le bobinage du rotor représenté au schéma est du type imbriqué. Le rôle des connexions circulaires citées plus haut est principalement de réduire, par sélection des groupes induits, le nombre des conducteurs composant la ligne; elles permettent en outre d'équilibrer la charge dans toutes les sections (connexions équipotentielles). Un bobinage du type ondulé peut être utilisé également.
Cependant,dans ce cas, un combinateur sera utile pour réduire le nombre de conducteurs de la, ligne Revendications s
1.- Moteur électrique rotation asservie par télé- 'commande, caractétisé par le fait qu'il comporte, mécaniquement indépendants l'un de l'autre, un organe transmetteur et un orge.ne récepteur, composé d'un inducteur et d'ur induit, le transmetteur effectuant à distance la commutation d'induit du récepteur, par le fait qu'il inverse successivement le sens du courant dans le premier ou le dernier faisceau de chacun des groupes de sections d'induits, assurant de la sorte le synchronisme de rotation entre transmetteur et récepteur.