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" Régulateurs de vitesse."
Cette invention concerne desdispositifs influencée par la vitesse, c'est-à-dire des dispositifs indicateurs enre- gistreurs et/ou régulateurs de vitesse susceptibles de contr8ler un facteur variable influençant, ou devant être influencé par la vitesse.
On connait les régulateurs centrifuges ou dispositifs analogues influencés par la vitesse qui actionnent mécaniquement des indicateurs, des enregistreurs ou des organes régulateurs tels que des freins ou des valves.
L'objet de la présente invention est d'obtenir d'une façon simple et efficace, une influence électrique susceptible d'être utilisée facilement comme moyen de commande, et qui aura l'avantage d'une meilleure sensibilité, particulièrement aux faibles vitesses.
Conformément à l'invention un dispositif influencé par la vitesse comporte, comme système permettant d'obtenir une influence électrique, une résistance électrique piezo-variable et des dispositifs pour appliquer à cette résistance une force dépendant de la vitesse influençant le dispositif.
La résistance électrique piezo-varlable est, de au préférence, une "pile/carbone", c'est-à-dire un empilement d'élé- ments tels que des disques, des anneaux ou. des plateaux en car- bone, la résistance électrique de l'empilement variant avec la compression normale aux éléments à laquelle il est soumis. La pile au carbone est Insérée, ou adaptée pour être insérée, dans un circuit de manière à faire varier la résistance du circuit, et à actionner ainsi des dispositifs indicateurs, enregistreurs et/ou de oontr8le avec lesquels le circuit est associé direc- tement ou indirectement, par des systèmes dynamo-électriques ou autres systèmes électriques analogues.
Les régulateurs centrifuges utilisés jusqu'à présent @ sont relativement peu sensibles aux faibles vitesses parce qu'une petite variation de vitesse produit'une variation de la force centrifuge beaucoup plus petite aux faibles vitesses qu'aux vitesses plus élevées. Le système objet de la présente Invention
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améliore notablement la sensibilité qui peut être obtenue aux vitesses faibles, par suite de la relation hyperbolique exis- tant entre la résistance de la pile et la pression exercée sur celle-ci, une variation relativement petite de la pression ap- pliquée à la pile donnant une grande variation de la résistance qui contrôle la vitesse.
La sensibilité aux vitesses faibles peut encore être améliorée en constituant la résistance par deux ou plusieurs piles branchées en parallèle.
Pour une résistance totale donnée nécessaire pour une certaine vitesse, les piles individuelles montées en paral- lèle doivent pour une compression beaucoup plus faible donner une résistance plus élevée, afin de produire la même résistance totale que si elles étaient montées en série. Les valeurs des résistances des piles unitaires se situent alors sur une partie de la courbe hyperbolique, représentant la variation de la ré- sistance en fonction de la pression, beaucoup plus sensible aux variations de pression.
La résistance électrique piezo-variable peut être fixe, ou être elle-même entrainée en rotation. Dans un régula- teur à boules, par exemple, on peut produire une force axiale variant avec la vitesse et appliquer cette force par l'inter- médiaire d'une rondelle formant butée à une résistance consti- tuée par une pile au carbone fixe ooaxiale à l'arbre du régula- teur, dans un autre mode de réalisation la pile au carbone tour- ne et la force centrifuge lui est appliquée directement ou par un système de bielles d'accouplement et/ou de leviers.
On réalise, lorsque la pile tourne, un refroidisse- ment automatique dissipant la chaleur produite à l'intérieur de celle-ci.
Le dispositif objet de l'invention peut Stre utilisé, par exemple, pour améliorer le contr8le de la vitesse des machines électriques.
On sait que le contrôle de la vitesse d'un moteur électrique quelconque par insertion de résistances en série avec la tension d'alimentation est souvent désavantageuse parce que la chute de tension dans la résistance en série augmente avec l'intensité du courant et que, par conséquent, la tension de fonctionnement et la vitesse décroissent exagérément lorsque le courant de charge croit. Cet inconvénient peut Stre évité en constituant tout ou partie de la résistance en série par une pile au carbone piezo sensible. Toute chute de vitesse et par conséquent toute diminution de la force centrifuge peut déter- miner, conformément à l'invention, un accroissement de l'action d'un ressort comprimant les éléments en carbone de la pile.
Cet accroissement de pression exercé sur la pile en diminue la résistance, la tension de fonctionnement et par conséquent la vitesse sont donc maintenues malgré l'augmentation du courant de charge.
On peut réaliser diverses autres applications aux machines électriques. On peut par exemple insérer une résistan- ce piezo sensible dans le circuit d'excitation d'une génératrice, de sorte que, s'il se produit une chute quelconque de vitesse due à une augmentation de la charge, on évitera la chute de tension correspondante de la génératrice, la diminution de la résistance produisant une augmentation du courant d'excitation.
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De plus, la variation de courant dans le circuit de la pile au carbone peut exercer, par un moyen électromécanique quelconque, un effet mécanique influençant directement au indi- rectement le mouvement que l'on désire contr8ler. Par exemple, elle peut actionner un frein ou une valve d'alimentation de com- bustible.
Avec un dispositif de ce genre, utilisé de la manière décrite ci-dessus et avec un choix approprié d'éléments de car- boneil est possible, par exemple, de contrôler de façon très précise la vitesse des moteurs électriques. Soit, par exemple, à faire fonctionner, à la vitesse de 2. 000 t/m, un moteur shunt à courant continu prévu pour 3.500 t/m en utilisant, pour rédui- re'la vitesse, une résistance en série. Si une résistance ordinaire insérée de la manière usuelle donne cette vitesse à vide, la vitesse tombera, par exemple, à 1.000 t/m avec le couple de pleine charge et la vitesse ne pourra être augmentée sans dimi- nuer la valeur de la résistance.
Cependant, avec le dispositif objet de la présente invention et avec les piles insérées dans le circuit d'induit, la diminution requise de la valeur de la résistance se produit automatiquement et on n'observe pratique- ment aucune variation de vitesse,
Divers modes de réalisation de dispositifs conformes à l'invention seront décrits ci-après à titre d'exemples avec référence aux dessins annexés dans lesquels : figure 1 représente une coupe en élévation d'un mode de réalisation du dispositif influencé par la vitesse avec les résistances piezo variables montées dans un plan perpendi- culaire à l'arbre; figure 2 est une vue de profil du même dispositif; figure 3 est une vue en plan du même dispositif; figure 4 est une vue en élévation représentant sché- matiquement un autre mode de construction;
figure 5 est une vue en plan représentant schéma- tiquement un autre mode de construction dans le quel la pile tournante est montée en ligne avec l'arbre; figure 6 est une vue en plan représentant schéma- tiquement un autre mode de construction dans lequel la pile est fixe et placée en ligne avec l'arbre; figure 7 est un diagramme de câblage schématique montrant comment la ou les piles au carbone du dispositif con- forme à ltinvention peuvent être insérées dans le circuit d'un moteur électrique à contrôler.
Dans les dessina, l'arbre 1 entratne les masses 2 ; la force centrifuge résultant de la rotation des masses s'oppose à la force exercée par les ressorts spiraux 3 sur les piles au carbone 4, dont la résistance est ainsi influencée par toute variation de vitesse.
Dans les dispositifs représentés aux dessins la pres- sion sur les piles au carbone décroit, et, par conséquent, leur résistance augmente quand la vitesse augmente. Le dispositif peut cependant être modifié, si nécessaire, de manière que la -résistance de la pile diminue quand la vitesse augmente.
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Dans les figures 1, 2 et 3 les masses 2 et les piles au carbone 4 sont montés sur une tige 5 fixée au prolongement en forme de plat du fourreau 6 lui-même fixé à une douille 7 par des vis 8, la douille 7 étant bloquée sur l'arbre par une vis 90 Des écrous 10 et des rondelles 11 servent à retenir les masses 2 en forme d'U. les piles 4 et des douilles de centrage 12 et 13.
Les ressorts 3 sont attachés aux masses 2 par des broches 14 et au prolongement du fourreau 6 par des goujons filetés 15. Les masses sont maintenues par des broches 16 qui pénètrent dans des trous 17 du prolongement du fourreau 6, et les masses 2 appuient sur des rondelles 18 qui, à leur tour, portent sur un plateau de contact 19 et sur les piles 4.
Le courant électrique est amené aux piles au carbone par des balais 20 frottant sur une bague 21 et sur le fourreau 6 montés sur la douille isolante 7 et à travers de laquelle les fils de connexion 22 relient, par des trous 23, la bague 21 aux plateaux de contact 19 situés à une des extrémités de chaque pile 4. L'autre extrémité de chaque pile 4 est connectée par contact direct à la surface plate du prolongement du manchon 6.
Si la broche 5 est en matière conductrice les anneaux de carbone constituant la pile peuvent être isolés de celle-ci en construisant la douille 13 en matière isolante. D'une manière analogue, la rondelle 18 isole la masse 2 de la pile. Dans cet exemple, les piles au carbone sont, ainsi, branchées en parallèle.
Dans la figure 4, les masses sont des masses aplaties qui peuvent pivoter autour de broches 24 fixées dans une plaque de base 25, et sous l'action des ressorts 3 elles exercent une pression sur une des extrémités de chacune des piles à carbone 4, l'autre extrémité étant fixe par rapport à la plaque de base 25.
La valeur de l'effort exercé par le ressort sous tension peut être modifiée en plaçant les extrémités du ressort dans l'une ou 11 autre des encoches 30 ménagées dans le bord extérieur de la masse 2, et, en conséquence, le système influencé par la vitesse peut fonctionner à des vitesses variables.
Dans la figure 5 les masses 2 sont reliées par des bielles d'accouplement 26 à un pivot 27 placé sur l'arbre 1 et d'autres barres de liaisons 28 sont reliées à une barrette 29 qui exerce sur la pile au carbone 4, une pression dépendant de la force centrifuge émanant des masses 2 et de la force antagoniste exercée par le ressort 3.
La figure 6 représente une disposition similaire à celle de la figure 5, mais dans ce cas la pile au carbone ne tourne pas avec l'arbre; ella reste fixe et la pression est transmise à partir de la barrette 29 par un palier à butée 31.
La figure 7 montre une méthode pour connecter à un moteur le système influencé par la vitesse de manière à en maintenir la vitesse constante pour des charges variables.
Deux moitiés de la pile au carbone, en parallèle, sont connectées en série avec l'enroulement d'induit 31 d'un moteur ayant un enroulement inducteur en shunt 32.
Ces dispositifs peuvent naturellement être modifiés sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, on peut introduire des systèmes J'amortisseurs pour retarder l'impulsion envoyée par le dispositif pour des variations de vitesse exceptionnelles.