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"Procédé et dispositif pour régler la vitesse. de moteurs quadri- ou multipolaires à courant continu, par affaiblissement du @ champ"
Dans beaucoup de commandes électriques par moteurs à cou- rant continu, que ce soit dans l'actionnement de moteurs indi- viduels qui sont raccordés à un réseau de courant continu, ou dans l'actionnement en couplage Léonard, on désire dans la plu- part des cas obtenir un réglage du nombre de tours, par affai- blissement du champ, endéans des limites déterminées. Ce réglage est en général effectué de telle façon que l'excitation de tous est pôles du moteur est réduite uniformément d'une valeur dé- terminée.
On constate alors que, déjà lors d'un affaiblissement relativement faible du champ, d'une part la stabilité du nombre de tours devient très petite, de sorte qu'il peut se produire une forte augmentation du nombre de tours, même en marche à vide, et que, d'autre part, le courant peut atteindre des valeurs
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démesurément élevées, si l'on veut obtenir le moment normal désiré pour un nombre de tours donné. Ce de rnier phénomène se fait surtout sentir dans le cas de commandes Léonard qui sont pourvues d'un réglage additionnel par affaiblissement du champ, puisque le nombré de tours correspondant à un affaiblissement déterminé du champ est, en fin de compte, réglé par une diminu- tion correspondante de la tension à la génératrice Léonard.
En outre, l'appareillage de commutation pour le réglage de l'affai- blissement du champ doit être dimensionné pour le plein courant d'excitation.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le réglage du nombre de tours, par affaiblissement du champ, de moteurs quadri- ou multipolaires à courant continu, avec bobinage ondulé de l'induit, dans lesquels on supprime les désa- vantages mentionnés du réglage connu du nombre de tours. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la plupart des pôles du moteur reçoivent en permanence une excitation pleine, tandis que le réglage du nombre de tours dans le domaine de l'affaiblissement du champ s'opère en modifiant seulement l'excitation des pôles restants.
Un exemple de réalisation sera décrit d'une façon plus détaillée avec référence au dessin annexé. La Fig. 1 représente schématiquement un moteur continu à quatre pôles, bien que l'in- vention puisse aussi être directement appliquée à des machines comportant plus de quatre pôles. Les Figs. 2 et 3 montrent res- les courbes du nombre de tours et du courant en fonction du moment de torsion, lesquelles courbes font ressortir le progrès réalisé par le nouveau réglage.
Dans la machine quadripolaire selon Fig. 1, les trois pôles 1, 2, 3 sont pourvus des bobinages d'excitation 11,12, 13 et sont excités de façon constante depuis un réseau de courant continu 5, tennis que l'enroulement excitateur 14 du quatrième pôle 4 est raccordé au réseau 5 par l'intermédiaire d'une ré-
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sistance diviseuse de tension 6, de sorte que l'excitation du pôle 4 peut être modifiée en sens positif et en sens négatif.
Le moteur est pourvu d'un bobinage ondulé (bobinage série) pour le rotor.
Ce dispositif fonctionne comme suit :
Dans le domaine qui s'étend de la pleine excitation positive du pôle réglé 4, jusqu'à l'excitation nulle, la variation du champ résultant est d'abord encore très faible (seulement 10% environ du champ entier); elle commence seulement à croître ra- pidement lorsque l'excitation devient négative, pour devenir très approximativement égale à la moitié lors de la pleine excitation négative. L'ensemble des spires dont il faut alors disposer est alors de nouveau aussi grand que pour le plein champ résultant. Mais malgré cela, la variation de la puissance d'excitation qui entre en ligne de compte pour une variation déterminée voulue du nombre de tours, est plus faible que lors- que, comme il était d'usage jusqu'à présent, tous les pôles sont réglés uniformément.
Un exemple montre que, pour une varia- tion de 1 : 2 du nombre de tours, la puissance d'excitation doit, dans le cas d'un réglage uniforme de tous les pôles, être variée de 400 à 100 watts, ce qui constitue une variation de
300 watts, tandis que dans le cas du couplage selon Fig. 1, la puissance d'excitation doit seulement être variée de 100 watts, , donc au total 200 watts. Mais il importe surtout de noter que, dans ce dernier cas, la puissance maximum de réglage qui déter- mine la sollicitation des contacts de commutateur du dispositif de réglage, n'atteint plus que 1/4 de la valeur atteinte précé- demment.
L'avantage principal de la disposition décrite réside cepen- dant, d'une part, dans l'amélioration de la stabilité et, d'au- tre part, dans le cas de commandes Leonard, dans la diminution de l'intensité du courant d'induit, pour un moment de torsion donné dans le cas d'un nombre de tours donné. Il est connu que
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la stabilité d'un moteur est déterminée par la réaction de l'in- duit. En général, la réaction de l'induit croît proportionnelle- ment au décroissement du champ, de sorte que, pour un affaiblis- sement déterminé du champ, un moteur sans bobinage compound peut se griller. Dans un moteur selon l'invention, cette variation proportionnelle de la réaction de l'induit est toutefois beaucoup plus faible.
Cela se remarque le mieux lorsque, dans le cas d'un moteur selon Fig. l, on donne par exemple à l'affaiblissement du champ une valeur d'environ 1 : 2, c'est-à-dire lorsque le pôle 4 reçoit la pleine excitation négative. Dans ce cas, le pôle 2 est reste pratiquement inchangé par rapport au cas du plein champ, tant pour ce qui concerne la saturation que pour ce qui concerne la réaction de l'induit. Par contre, les pôles 1, 4 et 3 sont alors tous branchés magnétiquement en parallèle et leur induction dans l'air atteint en moyenne: par pôle, environ 1/3 de celle du pôle 2.
La réaction d'induit, par'pôle, n'est tou- tefois pas devenue beaucoup plus faible que pour le pôle 2. Mais puisque la direction du courant des fils d'induit n'a. pas changé, la partie de l'induit se trouvant sous le pôle 4 agit maintenant en génératrice, ou dans le sens du freinage du moment de torsion.
Au point de vue de la production du moment de torsion, l'action du pôle 4 s'annule donc avec l'un des pôles 1 ou 3, mais il en est donc de même pour la partie correspondante de la réaction d'induit, de sorte que cette dernière ne peut se manifester que pour une paire de pôles.. Par contre, dans le cas de la méthode usuelle d'affaiblissement symétrique du champ, l'influence de la réaction d'induit est proportionnellement plus grande, puis- qu'elle se répartit sur tous les pôles, ou en d'autres termes, la stabilité du moteur est plus faible.
En outre, il se fait que, pour un même courant d'induit et en partant d'un réglage au même nombre de tours en marche à vide, le moment de torsion devient plus grand lors de l'application du système d'affaiblissement du champ selon la présente invention.
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Dans le cas de l'exemple d'exécution qui vient d'être décrit, il suffit, pour un affaiblissement de champ de 1 : que seul le pôle 4 soit équipé pour le réglage positif et né- gatif. Si l'on désire toutefois réaliser un affaiblissement plus grand du champ, une partie de l'excitation d'un autre pôle peut sans difficulté être également rendue variable, de façon à modifier en conséquence le rapport entre l'excitation cons- tante et l'excitation variable.
La courbe A de la Fig. 2 montre la dépendance entre le nombre de tours (ordonnées) et le moment de torsion (abscisses) dans le cas de l'affaiblissement symétrique du champ, tandis que la courbe B montre la même dépendance dans le cas de l'af- fa.iblissement asymétrique du champ conformément au système décrit. A'titre de comparaison, on a encore indiqué la courbe
C pour le plein champ du moteur, la tension aux bornes étant augmentée en conséquence. Les courbes ont été enregistrées pour un affaiblissement du champ dans le rapport 1 : 1,5.
La
Fig. 3 montre la dépendance entre le courant du moteur (or- données) et le moment de torsion (abscisses), notamment la cour- be D dans le cas de l'affaiblissement symétrique du champ et la courbe E dans le cas de l'affaiblissement du champ selon l'invention, dans les deux cas pour un même nombre de tours du moteur et pour une excitation constante. La valeur J1 cor- respond au courant d'induit normal.
Grâce à ces propriétés avantageuses, des moteurs pourvus d'un réglage du nombre de tours selon l'invention peuvent non seulement être utilisés avec profit pour le fonctionnement stationnaire, mais avant tout aussi dans le cas où il faut contrôler de très rapides variations des conditions de service, tel que par ex. dans les commandes réversibles pour machines à raboter et analogues, dans lesquelles le réglage du hombre de tours s'opère non seulement par un réglage de la tension (couplage Leonard), mais aussi par affaiblissement du champ.
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Il est connu que de telles commandes présentent une tendance au dépassement du nombre de tours (stabilité), ainsi qu'à la formation de fortes pointes de courant pendant l'inversion, tandis que ces deux tendances sont fortement diminuées dans le cas du réglage selon l'invention.
REVENDICATIONS.
1 - Procédé pour le réglage du nombre de tours, par af- faiblissement du champ, de moteurs quadri- ou multipolaires à . courant continu, avec bobinage ondulé de l'induit, caractérisé en ce que la plupart des pôles reçoivent en permanence une excitation pleine, tandis que le réglage du nombre de tours dans le domaine de l'affaiblissement du champ 'opère en modi- fiant l'excitation des pôles restants.