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"Perfectionnements aux appareils pour le 'contrôle d'accouplements à courants de Foucault. " -La présente.invention est relative à des appareils électriques de contrôle et, concernant certaines caractéristi- ques plus..spécifiques, à des .appareils de contrôle pour accou- plements à courants de Foucault et autres semblables.
Dans un accouplement à courants de Foucault qui. est excité ,par du courant continu et dans les cas où la vi- tesse de l'accouplement à courants de Foucault doit'être ré- glée avec précision par un rhéostat et doit être maintenue à la même valeur pour la même position correspondante du rhéostat, l'on a trouvé, particulièrement lorsque les masses de fer ont'des dimensions importantes, que l'hystérésis du fer a rendu difficile le réglage précis par rapport à la position du rhéostat.
Ainsi, par exemple, si, pour une posi- tion donnée, .un rhéostat établit un courant, par exemple de
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5 ampères, dans l'excitation d'un accouplement de grandes dimensions, au cas où la vitesse a été réduite d'une valeur plus élevée à 80% de cette vitesse plus élevée, lorsqu'on revient à la position donnée en partant d'une vitesse plus n' faible, l'on/obtient pas un courant de 5 ampères pour une vitesse de 80%, mais seulement de 60%.
Cette différence est due au fait que l'orientation des molécules dans les masses de fer nécessite une dépense d' énergie et que la même valeur de courant n'établit pas les mêmes valeurs de flux si le courant a été réduit progressive- ment à ladite valeur, au lieu d'être accru à ladite valeur et vice versa. Bien que le rhéostat soit revenu au même ré- glage et que les ampères qui passent soient les mêmes,le flux produit n'est pas le même et, par conséquent, l'effort trans- mis par l'accouplement,dont la vitesse développée par l'or- gane commandé de l'accouplement,ne sera pas la même en cas de charges variables. Ceci s'appliqae particulièrement aux commandes de ventilateurs, le couple variant suivant le carré de la vitesse.
L'objet de la présente invention est de corriger le retard dans la magnétisation du fer,en corrigeant l'hystérésie.
Ceci est obtenu en secouant ou ébranlant'les molécules dans le fer au moyen d'une surexcitation ou sousexcitation temporaire considérablement supérieure ou inférieure à la valeur désirée, l'excès ou la déficience étant appliqué momentanément lorsque le rhéostat est amené à la position désirée. Au moyen de ce dispositif une surexcitation est momentanément appliquée quand le courant est en formation, de façon à ébranler les molécules pour leur donner l'orientation finale désirée pour la valeur constante voulue du courant, et, d'autre part, lorsque le courant est accru, l'excitation est temporairement diminuée au-dessous de la valeur désirée quant la réduction du courant a lieu.
De cette façon, les valeurs du flux finalement ré- glées par le courant correspondant à une position définitive
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quelconque du rhéostat sont les mêmes chaque fois que le rhéostat passe sur la même position, quel que soit le trajet, par lequel il se rapproche de- cette position. En d'autres termes, cette méthode élimine l'effet de la boucle d'hystéré- sis du fer..
Dans les anciennes conditions, les différences de vitesse et les différences de couple pouvaient être figurées en une bouc.le'qui était juste égale à la boucle d'hystérésis; on peut donc dire que-la présente invention élimine ce qui peut être appelé une boucle, de vitesse ou de couple dans les tracés de vitesse ou de couple contré le réglage d'un rhéostat ou des valeurs de courant.
Dans le dessin ci-annexé représentant un des modes . de réalisation possibles de.l'invention,
FIG.I est un schéma mécanique et des connexions.
FIG.2 est.une vue de côté en élévation de certaines pièces de contrôle.,
FIG. 3 est une vue'en élévation, du côté gauche. de la fig.2.
FIG.4 est une vue en coupe horizontale suivant ligne
4-4 de-fig.2..
FIG. 5 est, à plus grande échelle, une vue de détail en coupe verticale d'un amortisseur à air également représehté fig.2 et 3.
Les mêmes références désignent les pièces correspon- dantes dans. les différentes figures du dessin.
En se référant maintenant plus particulièrement à la fig.l,
1 désigne dans celle-ci un moteur de commande pour le tambour inducteur 3 à courants de Foucault, d'un accouplement électro= magnétique C. Cet accouplement est'muni de pôles magnétiques sur son organe commandé-15. -Sur les pôles se trouvent'des en- roulements inducteurs 9 recevant le courant de bagues de frotte- ment 11 et 13. L'élément commandé 15, dans le présent exemple
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est représenté actionnant une soufflerie Il pouvant servir par exemple à assurer la combustion.
Un régulateur de vitesse ré- agissant sous l'action de la vitesse et représenté schémati- quement en 19 est disposé de telle sorte que, lors d'une aug- mentation de vitesse de l'organe commandé 15, ses contrepoids 21 faisant volant entrainent vers le haut un étrier 23. en
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surmontant l'action de ressorts à5,de façon à mouvoir un bras de levier gaz sur un arbre de contrôle . Quant la vitesse de l'organe commandé 15 commence à augmenter,!'étrier 23 est
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poussé vers la droite pour déplacer lé bras de levbr 27 en sens contraire des aiguilles d'une montre, en direction de la flèche A.
Ceci produit l'ouverture graduelle de contacts 31 à ressorts qui sont montés en parallèle avec une série de ré-
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sistances z,3, de sorte que lesdites résistances 33 sont suc- cessivement introduites dans le circuit qui amène le courant aux bobines 2. Ce circuit est le suivant : point 35. point 3,3, points et 41 d'un relais de commutation 140 normalement fer- mé,bague de frottement 11, bobines ±, bague de frottement 3., points 43. et 45. d'un commutateur à main HS, batterie 47. point 49, puis celles des résistances 2.3 qui ne sont pas cour-cir- cuitéea par les contacts 31.
Quand la vitesse de l'organe commandé 15 commence à décroitre, le même circuit est traversé'par le courant, sauf qu'un plus grand nombre de résistances 33 est court-circuité par un plus grand nombre de contacts 31 par suite du mouvement du collier ou étrier 23 vers la gauche et de la totation dans le sens des aiguilles d'une montre du levier 27 c'est-à-dire en direction de la flèche B. Il convient de remarquer ici que la vue de la connexion opérante ou levier 26 entre l'arbre 29 et les contacts 31 est schématique et qu'en pratique toute liaison appropriée peut être utilisée.
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Du point 3, part une connexion au point 2! d'un relais de com- mutation NO normalement ouvert. L'autre point 53. dudit relais NO est relié au point µ± en passant par le point 5. Ainsi, 1' on voit que le relais commutateur NO,normalement ouvert est en
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parallèle avec les résistances 33. et quand-le relais de r commu-
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tation NO est fermé, ces résistances sont court-circuitées
Une telle condition fait que le courant entier fournissant 1' énergie est amené aux bobines 9. D'autre part, si le rélais de commutation No est ouvert, le circuit allant aux bobines 9 est complètement sans courant. Si on le désire, une résistance relativement grande peut .être connectée aux points 39, 41, de sorte que la résistance ne soit pas infinie après ouverture du relais NC.
Les relais de commutation NC et NO ont leurs bobines -opérantes 58 et 60 qui'reçoivent leur courant d'un transforma- teur. Un commutateur d'accélération 59 qui est normalement maintenu ouvert par un ressort, contrôle le circuit 61-qui alimente la bobine du relais de commutation NO. Un commuta. teur 63 normalement maintenu ouvert par un ressort, contrôle le circuit 65 qui alimente la-bobine du relais de commutation
NC
Les commutateurs 59. et 63, sont sous le contrôle du mouvement du levier 27.
Ce levier 27 qui n'a été représenté. que schématiquement dans la fig.1, l'est en détail dans les figures 2,3 et 4.,Il fonctionne pour commander non seulement l'arbre 29 mais aussi les commutateurs,52 et 63 quiy sont montés comme on'le verra plus loin,
Si l'on se réfèré aux figs, 2 à 5, le levier de con- trôle 6,7 dû rhéostat contrôle l'arbre 29 qui, à'son tour, contrôle- des contacts appropriés dans la boite de contrôle 67
L'arbre 29'est représenté dans les figs.2 à 4 ainsi que le levier 27, mais-le.raccordement correspondant à la pièce 26 dans la fig. 1 se trouve dans la boite de contrôle 67 et sa plus ample description est.superflue.
Comme il ressort' des figs. 2 à 4,le levier 87 est fixé à l'arbre par une vis de. fixation 30. Une tige 69 faisant saillie par rapport au levier 27 et tournant avec lui est disposée concentriquemènt à l'arbre 29. Cette tige 69
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supporte un levier rotatif 71 indépendant, monté sur des cous- sinets 73 lui assurant un libre mouvement relatif.
En 75 et 77 sont représentées deux tiges qui glis- sent respectivement à travers. les saillies 79 et 81 du levier 27. Ces tiges sont munies respectivement de tâtes 83 et 85 réglables. Ces têtes sont disposées en connexion avec les saillies 79 et 81 de telle sorte que les têtes opposées 87 et 89 appartenant respectivement aux tiges 75 et 77 viennent butter contre les cotés opposés d'un levier 71 quand les res- sorts respectifs de compression 91 et 93.-sont détendus. Il y a ainsi une connexion élastique de commande entre le levier 27 et le levier 71, par les tiges 75 et 77 munies de ressorts de compression. Des butées 167 et 169 empêchent une détente excessive des ressorts.
Le levier 71 (articulé sur la tige 69) est utilisé pour fermer les commutateurs 59 et 63 normalement ouverts par un mouvement relatif de retardement par rapport au levier 27 quand ce dernier commence à se mouvoir. Ceci est obtenu en plaçant les commutateurs 59. et 63 dans un carter 95 fixé au levier de contrôle 27. Pour plus de clarté, le couvercle de cette boite n'a pas été figuré, les commutàteurs 59 et 63 sont du type dénommé " micro-commutateur Ils sont caractérisés par une tendance à se placer dans l'une ou l'autre position et sont maintenus dans les deux cas en position d'ouverture par un dispositif interne à ressort approprié.
Ces commutateurs sont également caractérisés en ce qu'ils sont à fermeture brusque sous l'effet d'une application très courte du mouvement de commande à leurs éléments opérants.
L'ouverture est également brusque. De tels commutateurs étant déjà connus, de plus amples détails ne sont pas nécessaires.
Ainsi, lersque le bras 27 réagissant à une augmenta- tion non désirée de vitesse se déplace dans la direction de la flèche A (fig.l et 2) une correction de diminution de vitesse est désirée. Elle s'effectue en raison de 1'
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ouver.tre,des''Contacts-21 qui introduit dans le circuit d'exci- tatign des bobines lq.val:eur voulue de résistance accrue pour corriger l'augmentation de vitesse. En d'autres ter- mes, l'accouplement glisse davantage. Toutefois,,puisque le mouvement initial ou,accélération du levier 27 est relatif
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au levier fixe. J±, ce-dernier est entrainé temporairement par le bouton 165 du micro-commutateur 63 pour fermer ce commuta- ,teur normalement ouvert.
Celui-ci ouvre temporairement le re- lais de commutation NC normalement fermé et le circuit d'exci- tation pour .les bobines 9. Après que le levier 27 a atteint sa
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position correcte réglée,le'ress.ort -3 (qui a été comprimé) pousse le levier 71 de retardement préalable en position cen- trale par rapport au bras- ' et le-miero-commutateur 63 re vient ensuite l'état'normalement ouvert. Ceci permet au com- mutateur NC de se refermer, après quoi'le circuit' sera excité suivant la nouvelle valeur sur laquelle la résistance 33 a été réglée.
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- Récipr.ocuement;si le,bras, 27 se déplace en-direction de la flèche B (fig.l et 2 ) par suite d'une diminution de vi- tesse nécessitant une correction augmentant la vitesse,les contacts 31 sont progressivement fermés dans le, but d'obvier à 1'.augmentation de valeur de la résistance 33.
Il s' ensuit une augmentation de l'excitation dès bobines 9. pour resserrer la connexion de 1,1,accouplement,ce qui produit une augmentation
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de vitesse de l'organe commandé 15.,Comnie le-levier 27 se dé- place en direction de la flèche B, le levier 71 retarde tem- porairement pour être entrainé par le bouton,163 du micro- commutateur supérieur 59 qui ferme temporairement le relais de commutation NO normalement ouvert et toutes les résistances
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2 sont temporairement court-oîroultées pour donner un brusque degré élevé d'excitation aux bobines.
Quand le levier 27. s' arrête, sous l'action-du-ressort-9l,le levier suit et ouvre à nouveau les commutateurs et NO, après quoi le circuit est excité suivant le nouveau réglage de la résistance $3
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Une surexcitation ou sousexcitation des bobines 9. sui- vant les cas, est seulement temporaire et de nature d'un courant servant à ébranler les molécules du fer dans l'inducteur 2 à cou- rants de Foucault. Par suite, les molécules prennent finalement les positions voulues correspondant à un courant donné, au lieu de positions différentes suivant que le degré de magnétisation a été' amené par le réglage à des valeurs plus ou moins élevées.
En ce qui concerne le mécanisme amortisseur accouplé au levier 71 (fig. 2 à 4) l'extrémité gauche du levier 71. est arti- culée en 97 à un levier 99 qui est mis en contact avec une arti- culation ICI par des brides plates 103. Les articulations 99 et ICI sont goupillées respectivement à une bride 109 qui forme char- nière à double oscillation entre 99 et 101. Lorsque 99 se soulève, cette pièce oscille temporairement sur 101 contre le talon 100, à condition qu'une résistance se produise en 121 , où l'articula- tion 101 est maintenue élastiquement, comme il sera expliqué plus loin. Quand la pièce 99 descend, l'oscillation s'effectue tempo- rairement au talon 102.
L'articulation 99 comporte une extension III et l'articulation 101 une extension 'qui sont munies res- pectivement de chevilles en saillie 115 et ±$ entre lesquelles sont disposées des ressorts 119 dans le but de rapprocher les articulations 99 et 101 de 103.
Ainsi, à la suite de la descente ou montée de 99.l'angle 121 peut être augmenté¯ou diminué élastiquement, mais tend, dans des conditions d'immobilité, à conserver la valeur représentée, par suite des ressorts 119.
L'extrémité supérieure externe de 'l'articulation IOI est articulée en 121 à une bride 123 d'un dispositif amortisseur à air figurant schématiquement en 125 (et représenté en détail par la fig.5). Le levier 101 est également goupillé en 127 à une ar- ticulation 129 goupillée en 131 à un dispositif d'oscillation 133.
Ce dispositif d'oscillation 133 est goupillé en 135 au car- ter 137 entourant le rhéostat et les pièces qui lui sont combinéea
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L'extrémité droite du dispositif 'd'oscillation 133 porte un contrepoids 139 de aorte que le poids net des piè- ces,de connexion entre les goupilles inférieures et supérieu- res 97 et 121 ne fasse par tourner le levier 71 c'est-à-dire que le levier conserve une position neùtre et ne se déplace qu'à la suite d'un mouvement du levier 27.
La bride 123 est vissée sur une tête 141 et y est fixée par un écrou 143. La tête 141 est vissée de manière régla- ble dansune tige de piston creuse 145 et est maintenue en ,position réglée par un contre-écrou 147.
La tige,de piston creuse 145 aboutit, en traversant .un couvercle 149, dans un cylindre d'amortisseur à air fixe 151 qui est également fixé sur le côté du'carter 137. A son extrémité interne, la tige de piston 145 porte un piston 153 qui comporte une ouverture 155..contrôlée par une soupape à ponteau 157 qui part de la tête réglable 141 et peut être -réglée de l'extérieur. Une ouverture 159 dans la tige de pis- ton creuse 145 permet l'inter-communication entre les.cotés opposés du piston 153,..sous le contrôle de la-soupape à poin- teau 157. Un tube d'échappement d'air est représenté en I6I.
En cours de fonctionnement le cylindre 151 .est rempli aux trois quarts environ de sa capacité d'huile d'amortissèur et tout mouvement de la tige de piston vers le haut ou le-bas, ren- contre une résistance d'amortissement du passage à travers les ouvertures 155 et 159 plus ou moins obturées par la soupape à pointeau 157.
Le fonctionnement de l'articulation entre le levier 71 etl'amortisseur à air¯est. le suivant : . Quand le levier. 71. est ,tourné. dans le sens des ai.. guilles d'une. montre, la goupille 97 est poussée vers la gou- pille 127.¯Celle-ci tend à se placer temporairement sous un certain'angle'par rapport aux-articulations 99. et ICI. ,en oscillant contre le talon.100 etpar rotation de l'articulation
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99. sur la goupille 105. Cette action de ciseaux est opposée à celle des ressorts 119. Les ressorts 119 tendent alors de. nouveau à placer les pièces 99 et ICI sous un-angle 121 avec l'affleurement des brides 103.
La réaction dans ce but vient du ressort 91 agissant sur le levier 71. Ceci nécessite une action de montée de la goupille 127 en surmontant la résistan- ce présentée par l'amortisseur à air 125. Ce dernier permet aux ressorts 119 de continuer à'agir lentement jusqu'à ce que l'angle 121 soit de nouveau atteint dans une nouvelle'position soulevée des deux articulations 99 et IOI.
D'autre part, si le levier 71...est tourné en sens con- traire des aiguilles d'une montre, la goupille 97 se déplace vers le bas en s'éloignant de la goupille 121, abaissant ainsi l'articulation 99 de sorte que l'articulation 101 tourne d' abord sur la goupille 107 et le talon 102 pour augmenter tempo- rairement l'angle 121 en surmontant la poussée des ressorts 119.
L'amortisseur à air permet alors à la goupille 127 de baisser sous laction des ressorts 119, en amenant ensemble les articula- tions 99 et IOI à prendre l'angle I2I représenté. Le ressort 93 fournit la réaction.
Dans la fig.2 est représentée en traits pointillés la position que prennent les pièces lorsque le levier 71 tour- ne.en sens contraire des aiguilles d'une montre, les traits pleins indiquant une position moyenne. Il est bien entendu que les pièces sont en condition statique et non en mouvement dans les deux positions représentées en traits pleins et en poin- t illé .
L'articulation équilibrée à ciseaux reliée au levier 71 et 97 et reliée à l'amortisseur à air en 127 produit un ef- fet d'amortissement sur le levier 71. Etant donné que le levier 27 par l'Intermédiaire des goupilles 91 et 93¯ soumises à 1' action d'un ressort produit la rotation du levier 71, le mouve- ment relatif entre ces leviers, à la suite du mouvement de 27,
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produit la fermeture temporaire de l'un ou l'autre des com- mutateurs ou 63 normalement ouverts, suivant le sens de rotation,
Le fonctionnement complet est le suivant
En supposant d'abord que pour'une raison quelconque par exemple en cas de décharge, l'organe commandé 15 de l'ac- couplement augmente de vitesse.
Il s'ensuit que le régulateur centrifuge.fait mouvoir le levier.87 dans le sens de la flèche A (fig.l et 2 )-;,. Le levier 71 retarde et ferme instan- tanément, par.,- un mouvement relatif, le micro-commutateur 63 inférieur normalement ouvert, Ceci entraine Instantanément l'ouverture du relais. de commutation NC .normalement fermé.
Les bobines 9. sont sans courant pour un instant, ceci magné- tisant instantanément l'organe 3 à courants' de Foucault avant sa remagnétisation à la valeur faible réglée que l'on désire, A ce moment,les pièces 29,et IOI montent, tandis que l'angle 121 est réduit temporairement, par suite de l'action retarda- trice temporaire de l'amortisseur 125 Le ressort 93 ouvre à nouveau.le commutateur 63.
D'autre part, si le régulateur, par suite d'une di- minution de vitesse, fait tourner le levier 27 dans le sens de la flèche B (fig..1 et 2 ) le retard du levier 71 est annulé par le ressort 91 et le commutateur 59 est'fermé instantanément et temporairement pour fermer instantanément le relais de com- mutatiôn NC mrmalement ouvert. Ceci court-circuite temporaire- ment les résistances 33 de manière à ce que l'énergie fournie aux bobines 2. atteigne un maximum, après quoi le ressort 91 replace le levier 71 au centre par rapport au levier 27.
Il s'ensuit la réouverture du commutateur 59 ainsi que du commu- tateur NO, après quoi le courant magnétisant diminue, per- - mettant à la démagnétisation de baisserau-dessous .de la valeur désirée. en partant de la valeur supérieure.
L'on voit, par ce qui précède, que chaque fois que
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l'on désire régler la vitesse en diminuant la magnétisation la première chose à faire est de couper entièrement la magné- tisation, le circuit étant/pratiquement ouvert, puis d'éta- blir la magnétisation en partant.de valeurs faibles, tandis que si l'on désire accroître la vitesse , on opère en pous- sant d'abord la magnétisation au maximum, à circuit pratique- ment ouvert, puis en diminuant ensuite la magnétisation à la valeur réglée voulue, en partant de la valeur'élevée.
Il y a lieu dé remarquer;que le degré de mouvement de réglage du levier 27 dans le but mentionné ci-dessus est faible quand un réglage a été effectué et que la longue cour- se qui est indiquée pour ce levier a pour but de donner un nombre étendu de positions pour lesquelles l'action décrite peut se produire. Le dispositif présente les mêmes caracté- ristiques, quelle que soit la vitesse contrôlée par le régu- lateur.
Il est naturellement bien entendu que la vitesse à laquelle le contrôle est effectué pour l'organe commandé 15 peut être modifiée par réglage des ressorts 25 du régulateur.
Il est superflu d'insister à ce sujet, les moyens de réglage de ses ressorts étant connus.
En vue de meilleurs résultants, la surexcitation ou sous- excitation temporaire doit être sensiblement supérieure ou inférieure à la valeur finale dû courant d'excitation désiré et les valeurs temporaires doivent être rapidement augmentées et diminuées.
Il est préférable que les ressorts 91 et 93 soient précompressés quand les têtes 87 et 89 sont en position exac- te contre le levier 71, de façon à obtenir une force effec- tive des ressorts 91 et 93 pour assurer le réglage final de l'articulation entre les points 97 et 121 dans sa position pour l'angle 121 représenté, quel que soit le réglage effec- tué.
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Des butées d'extrémité 167 et. 16" entre le levier 1I et le le- vier 87'. limitent la¯valeur de compression que l'on peut'donner respectifs ' aux ressorts /91 et 93,
On se rend compte'par ce qui précède que l'invention consiste en le rhéostat 67 qui, au moyen d'une articulation
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appropriée,¯fonctlonne avenue'levier de contrôle gaz, une con- nexion aveè jeu 'étant prévue entre le-levier de contrôle 27 et le levier de contact pu de commutation 71, qui, à la suite d'un déplacement du levier de contrôle 27, produit la fermetu- re temporaire de l'un ou l'autre des commutateurs ou 63,
en combinaison avec un dispositif amortisseur 125 et une connexion élastique entre le dispositif amortisseur 125 et le levier-de contact 71.
Dans l'exposé qui précède, la théorie du fonctionner ment est mise en avant en admettant que d'autres théories peu- vent être appliquées. En tous cas, la construction prévue fournit le résultat,final désiré:
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-- R E 8 U M E - t-.#.ttt*
I.- Dispositif de contrôle pour accouplement à cou- rants¯de Foucault ou autre semblable qui réagit à la vitesse de l'organe commandé-de l'accouplement pour augmenter l'excita- tion de la bobine inductrice de l'accouplement quand la vitesse -commence croître ;
'ou pour diminuer ladite excitation quand la vitesse commence à décroître, caractérisé en ce qu'un dispo- sitif fonctionnant au début du mouvement initial de l'organe qui réagit à la vitesse applique temporairement dans un sens, pour ..augmenter le courant d'excitation, un courant d'excitation sensiblement plus élevé-et applique temporairement -'au-, courant' d'excitation sensiblement plus faible dans l'autre sens pour diminuer le courant d'excitation.
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