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perfectionnements aux-dispositifs de .réglage pour le contrôle d'accouplements à courants de Foucault et autres.
La présente invention est relative à des perfec- tionnements aux dispositifs de réglage pour le contrôle d'ac- , couplements à courants de Foucault et autres.
Les accouplements à courants de Foucault fonction- 'nent suivant le principe consistant à déplacer un champ magné- tique à l'aide d'un organe Inducteur homogène pour engendrer des courants de Foucault qui produisent de la chaleur pendent le glissement. Les courants de Foucault induisent également un . champ qui, par réaction du flux, accélère l'organe commandé.
On désire souvent régler la vitesse de l'organe commandé, mais ceci présente des difficultés, parce qu'un réglage précis d'un accouplement à courants de Foucault nécessite le contrôle de
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plus de facteurs variables qu'il n'en entre dans le réglage de dispositifs tels que moteurs et génératrices. Par exemple, le chauffage de l'organe à courants de Foucault produit l'expansion de l'intervalle du flux et cette expansion produit à son tour une diminution de couple. En outre, les entrefers dans les accouple- ments à courants de Foucault soht limités à des valeurs bien plus faibles que ceux des moteurs et génératrices, de sorte qu'une va- riation donnée d'entrefer a un effet proportionnellement plus élevé.
D'autre part, l'augmentation de température dans 'les ma- chines à courants de Foucault est sensiblement plus élevée que cellee des génératrices et moteurs électriques ; par exemple une augmentation de 95 à 150 C. au-dessus de la température ambian- te, comparée à 32 C. dans le cas de moteurs et génératrices.
Une autre difficulté dans le réglage d'accouplements à courants de Foucault est que la courbe du couple change de forme avec tout changement d'excitation et la difficulté de réglage de la vitesse est par conséquent accrue. Ainsi, des régulateurs qui peuvent être utilisés pour des machines ordinaires à courant con- tinu sont impropres à un réglage de vitesse précis avec changement de charge, quand ils sont utilisés pour un accouplement à courants de Foucault.
L'objet de la présente invention est de prévoir des moyens ou dispositifs de contrôle de la vitesse de l'organe com- mandé d'un accouplement à courants de Foucault ou autre, afin d'ob- vier aux difficultés précitées de réglage et de permettre d'effec- tuer un réglage précis de vitesse avec changement de charge.
Suivant l'invention, le courant pour la bobine est fourni par des dispositifs contrôlés potentiellement, dont le potentiel peut être varié sélectivement, et un potentiel variant suivant la vitesse de l'organe commandé de l'accouplement est utilisé pour faire varier le potentiel précité variable sélectivement.
Dans le dessin annexé représentant deux modes de réalisation possibles de l'Invention;
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. Fig. 1 est une vue schématique de l'invention et
Fig. 2 est une vue schématique d'une variante de réa- lisation.
¯Les mêmes pièces sont indiquées par les mêmes référen- ces dans la description. '
On a indiqué dans le dessin des valeurs désirables pour les constantes correspondant aux diverses parties du circuit, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ces va- leurs.
En ce qui concerne le mode de réalisation de l'inven- tion représenté par la fig. 1, le flux est fourni à l'accouple-
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ment s. par l'enroulement Q prévu pour une charge à courant con- tinu.. Le courant continu pour cette charge est fourni par une paire de tubes redresseurs RT-l,et RT-2 du type demi-onde, à trois éléments, à cathode incandescente, remplissage de gaz et grille de contrôle. Ces tubes présentent les caractéristiques que
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nécessite leur propre potentiel de grille pour produire fincan- descence des tubes, sinon ils ne fonctionnent pas. Dans la pré- sente demande, le potentiel de grille est réglable et un peton - tiel de courant continu est préférable, bien que pas absolument nécessaire.
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En AI est prévu un transformateur de plaque qui f'-nu- nit le courant continu de charge pour l'accouplement. Ce trans-
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formateur Aï. a son primaire connecté aux fils de ligne L-1 et L-2 d;,' un circuit d'alimentation à courant alternatif et les plaques ou anodes g des tubes RT-1 et RT-2 sont reliées aux extrém3tës opposées, de,son secondaire.
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Les cathodes ou filaments de chauffage 1); des tubes m::1 et '- reçoivent le courant d'un transformateur de chauffage # dont les extrémités opposées du secondaire sont reliéesrespec- tivement aux cathodes. Le primaire du. transformateur KT reçoit
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le courant des fils de ligne et L::.2- et est réglé par le rhéostat de-chauffage FR-1.
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Les grilles a des tubes RT-1 et RT-2 sont en série avec les résistances BR limitant le courant de grille, ce qui maintient les courants de grille à une faible valeur. Des valeurs appropriées pour ces résistances sont de 50. 000 ohms chacune,
Les secondaires du transformateur de plaque AT et du transformateur cathodique¯= sont connectés ensemble à leurs bornes centrales comme représenté, par l'intermédiaire de la bobine CL de l'accouplement qui fournit la-charge de courant. con- tinu., Ainsi, la charge de courant continu par la'bobine CL de l'accouplement peut passer, lorsqu'on le.
veut, entre les bornes centrales du transformateur AT, par le transformateur KT et par les tubes redresseurs RT-1 et RT-2, lorsque ces tubes sont allu- més ou éteints par les grilles CI pour faire passer le courant dans une direction Unique.
Une génératrice AL à courant alternatif, à aimantperma- nent, fonctionnant de préférence à des fréquences relativement élevées pour éviter les pulsations et toute tendance de résonan- ce, quoique ceci ne soit pas toujours nécessaire, est connectée à l'organe commandé 12. de l'accouplement C. Ainsi, la génératri- ce AL fonctionne suivant la vitesse de l'organe commandé de l'accouplement. Si l'on désire des alternances de fréquence plus élevée, on peut utiliser un plus grand nombre de pOles de la gé- nératrice, ou bien sa vitesse de rotation peut être augmentée par variation du rapport de transmission.
En tout cas, la vites- se de la génératrice est proportionnelle à la vitesse de l'or- gane commandé de l'accouplement pour lequel la bobine CI,, four- nit le champ de couplage.
Le voltage engendré par la génératrice AL est utilisé pour équilibrer ou annuler la tension grille positive nécessaire pour porter les tubes RT-1 et RT-2 à l'incandescence ou les étein- dre. Tant que les tubes sont allumés, la bobine CL de l'accouple- ment est sous courant pour effectuer le couplage qui est sous un potentiel de grille défini. Le voltage engendré par la-généra-
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trice AL est alors utilisé pour équilibrer ou annuler ce vol- tage de grille, afin de réduire le couplage pour des vitesses
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excessives.
De cette manière, le potentiel de grille peut, étre rendu négatif pour arrêter .le fonctionnement des tubes pour des conditions déterminées de vitesse de la génératrice AL et l'on empêche ainsi un plus ample accroissement de vitesse de l'accou- plement. '
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D'autre part, si le voltage de la génératrice AL. dimi- nue, par exemple au début d'une diminution de vitesse, les va- leurs positives des potentiels de grille augmentent, de telle sorte que les .tubes s'allument et augmentent ainsi l'excitation et par suite la vitesse de l'organe commandé D de l'accouplement.
Le système doit par conséquent être prévu avec un moyen pour établir un potentiel de grille relativement fixe suivant la vites- se désirée de l'organe ,commandé 12. de l'accouplement, et un moyen pour faire varier' ce voltage à la suite d'une variation de vites- se de l'arbre de puissance.,
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omme3.1 ressort de la fig. Il deux autres tubes redres- seurs 8&fl et 9- , tous. deux du type demi=onde, sont également inclus dans le système.
,Le tube RE-1 est utilisé pour fournir un courant continu pour le potentiel de. grille des grilles G. Son courant de plaque est fourni par un transformateur PL-1 alimenté par la source de
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courant àiMernatIf 1c1; Lza. Le circuit à courant continu du tube RE-1 passe par le point 2. du transformateur Ut puis par les points 1, $, la self cul et retour par le point 6 qui est la bor- ne centrale du transformateur de plaque ÌCI. Le self C-1 ser-t à annuler-' les pulsations du 'Z'.edre3seur et, les condensateurs 1i::1. et N-2 aident à filtrer- le courant continu. Le point S se trouve sur une résistance de potentiomètre .P-J.. dont"l'autre extrémité est en 9. par' conséquent; 11 y a un gradient de potentiel du point 8 au point 9, en passant par la potentiel est transmis au point T-2 par un contact -réglable 10.
Ce potentiel
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est également appliqué aux deux cahoces 1, dans les tubes %a
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et RT-2 par l'Intermédiaire de la borne centrale du transformateur' (voir connexion 2 ).
Le point 8 sur la résistance P-1 est connecté au point par une résistance R-1. Ce circuit est fermé par une résis- tance R-2 avec retour par T-2 et 10, de sorte qu'une différence de potentiel est appliquée en 1=1. Cette différence est propor- tionnelle à la position du contact 10 du potentiomètre. Les con- densateurs N-4 et N-5 aident à interchanger les pulsations entre les points T-1 et 10.
Le point 11, qui se trouve du coté positif de débit du tube RE-1, est connecté à une bobine de self C-2 par un conden- sateur N-5 et se trouve par suite connecté aussi électriquement au point T-1.
Le tube RE-2 agit pour fourbir un potentiel négatif pour le réglage des grilles des tubes principaux RT-1 et RT-2. ce po- tentiel négatif a son origine à la borne centrale du transformai teur PL-2 dont le preimaire est alimenté par la génératrice à courant alternatif AL.
Le circuit à courant continu pour le tube RE-2 est le suivant : départ au point 7 du transformateur FT, point 8, résis- tance R-1, point T-1, bobine de self C-2, borne négative centrale du secondaire du transformateur PL-2, tube RE-2 et retour au trans- fprmateur par la connexion 51.
De la manière ci-dessus, le point T-1 est maintenu à un potentiel positif plus élevé par rapport au point 8 qu'avec le seul circuit du tube RE-1.
La résistance R-2 produit une différence de potentiel entre les points T-1 et T-2, quelle que soit la position du point de contact sur la résistance ce potentiomètre P-1. Sous ce rap- port, toute la tension grille venant du point T-1 est toujours maintenue relativement positive au point T-2 et de cette façon les grilles S sont toujours en état de fonctionner dans des con- ditions normales.
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Le potentiel engendré par le tube RE-2 est directement , proportionnel à la force électromotrice engendrée par la généra- trice AL et donne ainsi le contrôle désiré, de réglage.
Le fonctionnement est le suivant :
En supposant que l'accouplement C a été mis sous courant et actionne l'organe commandé D avec la charge connectée, on se rend compte que la génératrice AL tourne,Le point de contact 10 est ainsi déplacé le long du potentiomètre P-1 pour établir une certaine ',sélection de potentiel le long de P-1 et pour transmettre ce potentiel aux cathodes à filament K des tubes RT-1 et RT-2.
Si les griles G sont négatives par rapport aux cathodes $, les tubes ne s'allumeront pas et diminueront ainsi le courant dans la bobine C1 de l'accouplement, augmentant donc le glissement dans l'accouplement et diminuant la vitesse de son organe com- mandé D.
D'autre part, siles grilles G sont positives par rapport aux cathodes K, les tubes RT-1 et RT-2 conduisent le courant et font fonctionner la bobine CL de l'accouplement, resserrant ainsi l'accouplement et réduisant le glissement. Si l'accouplement est connecté à une source d'énergie à vitesse constante, dans les con- ditions Indiquées l'accouplement atteindra une certaine vitesse qui sera limitée par. l'action de la génératrice All. Ainsi, en sup- posant un certain potentiel- dans les cathodes par suite du ré- glage en 10,organe ,commandé D de l'accouplement augmentera de vi- tasse jusqu'à ce que le potentiel engendré par la génératrice AL , produise le passage du courant dans le tube R-2.
Comme le poten- tiel résultant augmente, le courant' traverse la résistance R-1, la self C-2 et se rend à la borne- centrale du secondaire du transfor-' mateur PL-2. Le point P-1 étant normalement maintenu relativement positif, quand le tube RE-Z fonctionne de manière intense, une char- ge est retirée du point T-1 en passant par le point 8, 'par la ré- sistance R-1.
Toutefois, puisque- la résistance R-1 a une valeur
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très élevée (250.000 ohms) et a une force fortement restrictive, le potentiel diminuera- en T-1 lorsqu'on courant intense traver- sera par suite de.l'action du tubeRE-2. cela signifie que le potentiel sera diminué en T-1 et que par conséquent le poten- tiel des grilles ( deviendra relativement négatif ; il s'ensui- vra que les tubes RT-1 et RT-2 auront un taux de conductibilité plus réduit et qu'il y aura donc diminution de l'amenée de courant continu à la bobine ÇIL de l'accouplement, ce qui entraînera un glissement avec diminution conséquente de vitesse de la généra- trice AL.
Ainsi, la génératrice AL fournit un potentiel moins élevé au transformateur PL-2 et tend à permettre une augmentation de polenta en T-1. par-suite de ce mommencement de hausse et baisse du potentiel au point T-1, un effet de réglage est créé sur les grilles G, de sorte que le courant passant dans labobine CL de l'accouplement est réglé par la hausse et baisse naissante de vitesse de la génératrice AL connectée à l'élément commandé de l'accouplement.
puisque le potentiel aux cathodes K, réglé par le point 10, est fixé au choix de l'opérateur, il s'ensuit qu'un certain potentiel engendré par la génératrice AL tendra à équilibrer l'effet d'un tel réglage à un point prédéterminé qui est sous le contrôle de l'opéra,teur. Ainsi, les grilles G pro- duiront l'incandescence des tubes RT-1 et RT-2, leur extinction, puis leur allumage et ainsi de suite.
Un réglage précis est possible de prime-abord, les tubes RT-1 et RT-2 étant contrôlés dans des limites de voltage très é- troites par les grilles¯G.Le réglage a lieu pour une faible varia- tion de voltage dans les grilles G. Il est bien entendu que le ter- me "réglage" ne signifie pas nécessairement que le courant est en- tiérement coupé dans les tubes et rétabli par les grilles G.
Le potentiomètre P-1 peut être disposé à distance par rapport à la bobine C-L de l'accouplement pour permettre uncontrôle à distance. Il est évident qu'en utilisant des dispositifs appro-' pries de commutation,l'on peut monter- divers potentiomètres en des
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points éloignés, en vue du contrôle depuis ces points.
'si la vitesse de l'organe commandé D qui contrôle la vitesse de la génératrice AL est réduite- à une valeur très faible, la fréquence du courant alternatif fourni par la génératrice AL diminue aussi à. des valeurs très faibles en cycles par seconde;! de sorte qu'un effet pulsatoire ou oscillant peut, de manière concevable, être engendré dans la bobine CL de l'accouplement et c' est pour cette raison qu' il est préférable de prévoir la génératrice AL à haute fréquence.
Bien qu'il soit désirable d'a- voir une génératrice à aimant permanent', il est bien entendu que ce n'est pas indispensable. '
Les résistances BR soht alimentées par un conducteur com- mun P qui est, connecté à un conducteur.2 relié lui-même à l'en- roulement' CL de l'accouplement. P et Q sont connectés par la ré- sistance R-2 en par le condensateur N-3 de 1 inicrofarad. Là résis- -tance R-2 permet l'utilisation de résistances additionnelles en série entre les points T-1 et des points quelconques de contact en 10.
Le condensateur N-3 est un condensateur de couplage utilisé pour éliminer un couplage intempestif par la résistance R-2. une .:.autre fonction de la résistance R-2 est, de fournir un , niveau de différence de potentiel entre les grilles G et les ca- thodes K pour empêcher des charges cumulatives d'affecter l'action libre des grilles G. Les-résistances BR sont, de préférence, de valeur élevée-et convenablement choisies pour réduire en outre les pertes de courant., de; grille entre les grilles CI et les cathodes K.
On se rend compte:^par ce qui précède que le tube RE-1 in- fluence d'une, manière prédéterminée, les grilles G suivant le ré- glage en 10 et que le tube RE-2 contrôle cette influence suivant les variations de vites'se,de la génératrice AL. La correction de vitesse en résultant (par glissement dans l'accouplement) est op- posée à la déviation.naissante par-rapport à la vitesse désirée de l'arbre commandé.
D'autant.plus que le courant dépensé par les grilles G des tubes RT-1 et ET-2 par rapport au courant passant' par les cathodes K est très petit, le codant qui traverse la ré- '
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sistance en venant du point positif élevé 8, passe par les grilles G et retourne aux cathodes K, est si faible que le point T-1 est au même potentiel que le point 8, à moins que ce potentiel en T-1 soit réduit par l'action du tube RE-2. Ain- si, le tube RE-2 exerce un contrôle de réglage.
Le point 12 a été indiqué spécialement sur le poten- tiomètre P-1 dans le dessin et l'on peut noter qu'il se trouve au-delà de coté de réglage du point 8. pour certains réglages de vitesse, il peut être désirable de passer le point, 8 à droi- te .
On a constaté, au cours d'essais, que l'accouplement dans lequel se trouve la bobine CL peut être chargé d'environ 10% à 100% de sa pleine capacité pour un réglage de vitesse donné du point 10, sans qu'il se produise une variation de vi- tesse supérieure à 2% de l'arbre moteur de l'accouplement qui actionne la génératrice AL. Le réglage est donc précis pour di- verses conditions de charge.
La fig. 2 représente une variante de réalisation de l'invention dans laquelle des redresseurs secs sont utilisés à la place de tubes à vide, en connexion avec la génératrice AL. Ces redresseurs présentent certains avantages, dont le principal consiste en ce que le nombre des tubes est réduit de moitié, éliminant ainsi des risques de panne due aux tu- bes. Avec le type de redresseur sec au sélénium, on est assuré d'une durée pratiquement indéfinie. En outre, les redresseurs secs ne présentent aucune des ¯propriétés électriques sensibles des tubes à vide et l'on peut donc maintenir plus aisément des conditions plus stables.
Dans les grandes lignes, le circuit de la fig. 2 est semblable à celui de la fig. 1 et, pour éviter des circonlo- cutions, des références semblables ont été données auxpièces qui fonctionnent de manière semblable à celles déjà décrites.
En outre., dans la fig. 2, la seule partie de l'accouplement qui
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aété représentée est, l'enroulement mais il est bien entendû que l'organe commandé de l'accouplement est relié mécani-
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quement à la ,généra1ce AL en vue de leur rotation simultanée comme dans ¯le cas -de la fig. 1.
Dans l'Installation'représentée' fig. 2 à la place
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'des deux tubes 3!-. et .pE-2' (de la fig.1) l'on utilise deux redresseurs secs et RX-2 .- Le redresseur BK-1 est allmen- té par le transformateur ¯et établit les conditions de
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base (y'c-ori.l1int'lence négative) pour empocher l'allumage des tubes. 31=1 et RT-2 '. La génératrice AI,, par 1'intermé,- diaire du redresseur, BX::.2., fournit un voltage modifiant qui permet ou bien empêche 1"ailuGagg des tubes LT-L et RTl2 sui- vant que la vitesse décroit ou croît.
Le réglage 'de'.la vitesse s'opère par réglage du po- '
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tentiomètre'.J:.t'::1. Les résistances HB-1 constituent un disposi- tif de dérivation fixe, .et parallèle, pour le' redresseurRX-1 et sont destinées à être convenablement insérées pour fournir le voltage désiré au point par l'intermédiaire de la ré-- sistance 112. Ceci établit le voltage de base aux grilles G qui est modifié par la puissance fournie par le redresseur
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'ML-¯a5 comme contrôle au potentiomètre PT 1.
Ainsi, 11 est évident quelle fonctionnement de base du circuit de la fig. 2 est semblable à celui du circuit de
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la fig. '1, à cette exception près que les redresseurs RX-1 ', -et mt::2" parfois plus désirables, sont utilisés.
En outre, le circuit de la fig. 2 présente des ca- ractéristiques antipendulaires avantageuses provenant de
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li.utilisation de résistances 11, 1, et d'un condensateur 119. Le fonctionnement de la génératrice AI. empêche 1'alleu- mage des tubes RT-1 et ¯8fi* quand l'organe commandé de l'ac- couplement (auquel la génërarice-est reliée) commence '4 aug- menter de vitesse. Lorsque le voltage de la génératrice AL.
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augmente, le voltage fourni par le redresseur RX-2 augmente .
En conséquence, une tendance à une augmentation de vitesse est compensée par l'effet d'une augmentation de voltage du circuit connecté au redresseur RX-2 qui éteint les tubes RT-1 et RT-2 et réduit la valeur de la connexion électromagnétique produite par. le champ autour de la bobine CL.
On a constaté que si les éléments ordinaires à ac- tion différée utilisés pour l'application du voltage accru produit par RX-2 peuvent fonctionner sans aucun arti¯fice tel que le condensateur Il±, il y a un certain retard dans l'application de ce voltage. Le retard dans l'application du voltage accru, provenant da RX-2, au circuit de RX-1 retarde en effet le contrôle que le fonctionnement de la génératrice AL effectue sur les grilles G. pour obvier à de tels re- tards,le condensateur est monté eh parallèle avec la résistance 111, comme le montre le schéma. Ce condensateur 119 a pour effet de transmettre rapidement toute augmenta- tion de voltage due à une augmentation de vitesse de la géné- ratrice AL.
Ceci se produit conformément à la théorie usitée du transfert statique du potentiel.Ce transfert statique a lieu instantanément, bien qu'il se produise seulement pen- dant une pointe momentanée. Toutefois, cette pointé entraîne rapidement l'augmentation des voltages négatifs aux grilles Gr mettant ainsi rapidement les tubes RT-1 et RT-2 hors circuit au débdt d'une augmentation de vitesse.
Ordinairement, une réaction trop rapide et continue des grilles ± constitue un désavantage, car la vitesse de l'accouplement peut alors diminuer trop rapidement et favori- ser l'oscillation. Mais, au bout d'une très faible fraction de temps après que le condensateur a eu sa saute de potentiel, la résistance 111 enparallèle décharge la pointe, permettant ainsi au condensateur d'accomplir son fonctionnement correct.
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par conséquent, on se rend compte que lè condensateur a pour fonction une action correctrice'rapide, suivie immédiatement de la cessation de cette action, de sorte que la réaction à ' un début d'accroissement de vitesse de la génératrice AL est , rapide, mais de courte durée, et que la 'tendance à laisser la correction Inexécutée est immédiatement évitée. Ainsi l'oscil- lation est évitée. Un fonctionnement semblable se produit au , début d'une diminution de vitesse de la génératrice 1L.
Une résistance 116 d'une valeur de 5000 à 10.000 ohmspeut être connectée au point 115. Cette résistance con- tribue à un réglage précis, le réglage étant plus précis avec une résistance plus élevée. Toutefois, il est bien entendu que, si l'on désire que l'appareil puisse fonctionner sans la ré- sistance 111 avec réglage, ceci peut se faire, étant donné que la condition voulue de dérivation entre le circuit catho- dique du fil 10 et le point 115 est convenablement remplie - par la résistance 112 et la partie à 3000 ohms de la résis- tance RB-1, ainsi que par une branche du potentiomètre PT-1.
Le terme "redresseur sec" est utilisé ici gérérique- ment pour désigner des dispositifs rédresseurs qui ne sont pas du type à vide;' il comprend les redresseurs au sélénium et à l'oxyde de cuivre et autres semblables, .
Dans. ce qui précède, 11 a été fait mention de redres- seurs au sélénium. Leur rendement-est de l'ordre de 70%, tan- dis que le rendement des autres, par exemple à l'oxyde 'de cuivre, est plus faible mais l'utilisation de ces derniers (ou d'autres) n'est.pas exclue.
La fonction du condensateur.- 120 est d'avoir eun ef- fet stabilisant sur le,voltage produit par la génératrice AL.
Il a un léger effet,filtrant: et élimine lespointes de -courant continu, Ce condensateur exerce donc un effet de semi-filtrage
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Dans l'un et l'autre des modes de réalisation de l'inven- tion représentés parle dessin ci-annexé, la génératrice AL à courant alternatif actionnée par l'organe commandé de l'ac- couplement C et le redresseur RE-2 (fig.l) ou RX-2 (fig.2) qui lui est adjoint peut être remplacée par une génératrice à cou- rant continu.
Il est bien entendu que, la description ci-dessus a été dpnnée à titre indicatif et non limitatif et que de nombreux changements peuvent être apportés aux constructions ci-dessus mentionnées, sans sortir du cadre de la présente inverit ion.