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SYSTEME DE COMMANDE A DISTANCE
La présente invention est relative à des systèmes de con- trôle et plus particulièrement à ceux de ces systèmes dont le but est d'entraîner un objet suivant un mouvement correspondant à celui d'un apparil pilote. plus spécialement, l'invention est relative à des systèmes de commande à distance dont le dispositif d'entraînement de l'objet mené peut être contrôlé à l'aide d'un réglage fin ou d'un réglage grossier, et son objet principal est de présenter des moyens perfec- tionnés permettant de passer du réglage fin au réglage grossier lors- que la différence de position entre l'appareil pilote et l'objet me- .
né dépasse une certaine valeur et de repasser du réglage grossier au
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réglage fin lorsque cette différence devient inférieure à la dite va- leur.
L'invention, sous la forme représentée, utilise des moyens pour entraîner l'objet mené, des moyens de contrôle du dispositif d'entrainement, à réglage grossier et fin, dépendant de la différen- ce de position de l'appareil pilote et de l'objet mené, ainsi que des liaisons entre les dits réglages grossier et fin et le dit dispositif d'entrainement.
Le réglage grossier est normalement inefficace quand la différence de position entre l'appareil pilote et l'objet mené est inférieure à une valeur prédéterminée ; un dispositif à valves inclus dans le système de liaison entre le réglage grossier et le dispositif d'entraînement} sert à rendre efficace le dit réglage et par consé- quent, à passer du réglage'fin au réglage grossier lorsque la diffé- rence de position devient supérieure à la dite valeur prédéterminée ; ce dispositif à valves rend à nouveau inefficace le réglage grossier lorsque la différence de position devient inférieure à. la dite valeur prédéterminée.
L'invention est représentée comme étant appliquée à un système de commande à distance dans lequel l'objet mené est entrainé par un moteur électrique mais il est évident qu'elle peut également être employée dans des systèmes de commande à distance dans lesquels l'objet mené est entrainé par d'autres dispositifs d'entrainement convenables.
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvelles de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent donnés simplement à titre d'exemple et dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un dispositif uti- lisant les principes de la présente invention ;
La figure 2 représenteschématiquement' une modification de la présente invention .
En se référant aux dessins, on voit qu'un objet 10 est en- traîné suivant le mouvement d'un appareil pilote ou de contrôle 11 par un dispositif d'entraînement convenable, un moteur à courant continu 12
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par exemple à l'ambre duquel est accouplé l'objet 10 par l'intermé- diaire d'un système réducteur d'engrenages (non indiqué) . Du courant continu est fourni à l'armature du moteur 12 par une génératrice spé- ciale 13 possèdant une paire de balais d'armature court-circuités 13a et une paire de balais de charge 13b auxquels l'armature du moteur 12 est reliée par l'intermédiaire des conducteurs 12a. La génératrice 13 est du type amplidyne et est entrainée à une vitesse sensiblement constante par tous moyens convenables,
par exemple un moteur à induc- tion 14 à l'arbre duquel est accouplé l'arbre de l'amplidyne 13 (non indiqué). L'axe du flux produit par les balais d'armature court-cir- cuités sera applelé "axe de court-circuit" et l'axe qui est déphasé de 90 degrés électriques par rapport à l'axe de court-circuit sera appelé "axe de contrôle", si l'axe des balais 13a coincide avec l'axe de court- circuit, les balais de charge 13b sont sur l'axe de contrôle.
Le flux net le long de l'axe de contrôle est produit par deux enroulements de champ de contrôle 13c et 13d, placés en opposition, un enroulement de champ de compensation 13c placé en série et la réaction d'armature du courant de charge lui-mëme. Le flux le long de l'axe 13 de court-cir- cuit de l'amplidyne est produit par l'enroulement de champ shunt 13f et la réaction d'armature du courant de court-circuit. Le flux le long de l'axe de court-circuit donne naissance à la tension qui apparait entre les balais de charge 13b et le flux le long de l'axe de contrô- le donne naissance à la tension qui apparait entre le balais de court- circuit 13a, ainsi qu'au courant de court-circuit.
Le fonctionnement de la machine 13 se comprend facilement en ne considérant qu'un seul enroulement de champ de contrôle, l'en- roulement de champ 13c par exemple, sans tenir compte de l'enroule- ment de champ shunt 13f et de l'enroulement de compensation série 13c et en considérant par la suite l'effet de ces enroulements de champ sur le fonctionnement.
Supposons qu'une certaine tension est appliquée à l'enrou- lement de champ 13c et que du courant commence à circuler dans cet en- roule,nent. immédiatement, un courant élevé parcourt le chemin de court- circuit,
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Comme la résistance du chemin de court-circuit est telle- ment faible qu'elle est presque négligeable, l'enroulement de champ de contrôle 13c doit seulement donner naissance à un flux très petit pour produire un courant élevé de court-circuit et un flux d'armatu- re proportionnellement grand. De plus, comme le flux de l'enroule- ment de champ de contrôle ne doit posséder qu'une valeur faible et que la réactance de l'armature court-circuitée est très petite, le cou- rant de court-circuit atteint sa pleine valeur en un temps exception- nellement court.
Le flux de réaction d'armature produit par le cou- rant de court-circuit donne naissance à une tension entre les balais de charge 13b et fait circuler un courant de charge. Ce courant de charge donne naissance à un flux d'armature qui s'oppose au flux de l'enroulement de champ de contrôle 13c. Le flux dernier doit donc etre suffisamment élevé pour dépasser le flux d'armature existant le long de l'axe de contrôle.
Cependant, si l'on utilise l'enroulement de champ de compensation 13c traversé par le courant de charge, la réaction d'armature le long de l'axe de contrôle peut ètre presque completement neutralisée. par conséquent, pour l'utilisation de ce chanp de compensation série, le champ de contrôle doit seulement produire un flux et une tension de champ suffisants pour vaincre la résistance du chemin de court-circuit, la constante de temps de la machine est par conséquent très faible ou, autrement dit, sa vi- tesse de réponse est très élevée.
L'enroulement de champ shunt 13f est employé pour réduire le courant de court-circuit constant. pour une tension donnée entre les balais de charge 13b, il existe un flux correspondant le long de l'axe de court-circuit, Si une partie de ce flux est produite par un enroulement de champ shunt, la partie de flux produite par le cou- rant de court-circuit d'armature sera réduite, par exemple, si le champ shunt est réglé pour donner une excitation suffisante pour pro- duire les neuf dixièmes de la tension entre les balais de charge 13b, la valeur du courant de court-circuit pour toute tension donnée doit être seulement un dixième de ce qu'elle serait s'il n'y avait pas d'enroulement de champ shunt.
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Les enroulements de champ de contrôle 13c et 13d le long de l'axe de contrôle de l'amplidyne '13 sont connectés dans les cir- cuits cathode-anode des valves électriques 15 et 16, respectivement.
Ces circuits sont reliés aux bornes d'une source continue 17, les ane- des des valves 1b et 16 étant reliées par l'intermédiaire des enrou- lements respectifs de champ decontrôle 13c et 13d au positif de la source 17, tandis que les cathodes de ces valves sont reliées à tra- vers la résistance 18 de polarisation au négatif de la source 17.
Le circuit cathode-grille de la valve lb relie la cathode de cette valve à la grille correspondante par l'intermédiaire de la résistance de polarisation 18 et de la résistance 19, ce qui donne à la grille une polarisation négative. De même, le circuit cathode-grille de la valve 16 relie la cathode de cette valve à la grille correspondante par l'intermédiaire de la résistance de polarisation 18 et de la ré- sistance 20 ce qui donne également à la grille une polarisation néga- tive.
Une valve électrique triode double 21 possédant une paire de chemins conducteurs, est prévue pour contrôler la tension de gril- le des valves 15 et 16. Le circuit anode-cathode de la valve 21 et reliée à l'enroulement secondaire 22a d'un transformateur 22 dont l'enroulement primaire 22b est relée aux bornes d'une source alter- native monophasée 23. Comme représenté, les anodes 2la et 21b sont relias à travers les résistances respectives 19 et 20 à une borne de l'enroulement secondaire 22a et les cathodes 21c et 21d sont connec- tées à travers une résistance de polarisation 24 à la borne terminale de l'enroulement secondaire 22a, Comme la valve 21 possède deux ano- des, il existe deux chemins conducteurs et le courant parcourant cha- cun de ceux-ci est contrôlable séparément par le contrôle des tensions appliquées aux grille 21c et 21f.
La grille 21c contrôle le passage du courant entre la cathode 21c et l'anode 21a ; la grille 21f contrô- le la conductibilité de l'espace situé entre la cathode 21d et l'ano- de 21b. Le circuit cathode-grille du chemin de conduction de gauche de la valve 21 relie la cathode à la grille 21c par l'intermédaire de la résistance de polarisation 24, la partie gauche de la résistan-
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ce 25 et l'enroulement secondaire 26a d'un transformateur 26. Les ten- sions des grilles 21c et 21f par rapport aux cathodes respectives 21c et 21d sont telles que les deux chemins de la valve 21 conduisent normalement des quantités égales de courant, par exemple 4 milliam- pères ; ceci résulte de l'introduction de la résistance de polarisa- tion 24 dans les circuits anode-cathode de la valve 21.
Cette condi- tior d'égale conductibilité des deux chemins de la valve 21 a lieu lorsque la position de l'objet mené 10 correspond à celle de l'appa- reil pilote 11. Lorsque des quantités égales de courant parcourent les deux chemins de la valve 21, les chutes de tension, dans les ré- sistances 19 et 20 sont égales et ces chutes, combinées avec la chute de tension dans la résistance 18 produisent une polarisation des ten- sions des grilles des valves 15 et 16 par rapport à leurs cathodes, telle que ces valves conduisent des quantités égales de courant, par exemple 40 milliampères. Le courant conduit par les valves 15 et 16 excite les enroulements de champ decontrôle 13c et 13d de 1''ampli- dyne 12.
Cependant, comme ces enroulements sont en opposition, le flux net d'excitation le long de l'axe de contrôle de la génératrice est nul, ainsi que la tension aux balais de charge 13b. Il est dônc évident, d'après ce qui précède, que lorsque les positions de l'objet mené et de l'apparil pilote sont en correspondance, des courants égaux parcourent les deux chemins de la valve 21, ainsi que les val- ves loet 16, de sorte que la tension débitée par la génératrice 13 est nulle. pour faire varier les tensions de polarisation des grilles 21c et 21f de la valve 21, une tension variable sensiblement en phase avec la.
tension d'anode est fournie au circuit de grille par le trans- formateur 26 dont les enroulements secondaires 26a et 26b sont reliés aux circuits cathode-grille de la valve 21, comme expliqué précédem- ment, et dont l'enroulement primaire est relié à la source alternative monophasée 23 par l'intermédiaire d'un dispositif rotatif à induction représenté comme comprenant unpareil rotatif 27 à induction qui est le transmetteur et un appareil rotatif similaire 28 à induction qui est le régulateur récepteur.
L'appareil rotatif à induction 27 com-
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prend un rotor 27 a muni d'un enroulement monophasé (non indiqué) et un stator 27b muni d'un enroulement triphasé (non indiqué) physiquement similaire à l'enroulement polyphasé d'un moteur à.induction ordinaire à rotor bobiné. Les enroulements statorique et rotorique sont dispo- sés inductivement l'un par rapport à l'autre de telle manière que le champ magnétique alternatif du au courant parcourant l'enroulement primaire induit des tensions dans les éléments de l'enroulement se- condaire.
Le récepteur régulateur 28 est à tous points de vue iden- tique au transmetteur 27 et les extrémités de son enroulement stato- rique sont reliés aux extrémités de l'enroulement statorique du trans- metteur par les conducteurs 29 de sorte que les tensions induites dans l'enroulement statorique du transmetteur donnent naissance à des courants qui parcourent l'enroulement statorique du régulateur, pro- duisant un champ magnétique similaire à celui produit par le courant parcourant l'enroulement rotorique du transmetteur.
La rotation du rotor du transmetteur induit une tension dans l'enroulement rotorique du récepteur par suite du déphasage de l'axe du champ magnétique du récepteur régulateur par rapport à l'axe de la bobine du rotor et l'amplitude de cette tension induite dépend de la disposition de l'axe de cet enroulement par rapport à l'axe du champ magnétique ;
par exem- ple lorsque les axes du champ magnétique et de l'enroulement rotorique sont parallèles, la tension induite est maximum, tandis que lorsque ces axes sont perpendiculaires l'un à l'autre, la tension induite est nulle, par conséquent, la rotation du rotor du transmetteur ou du ré- cepteur régulateur fait varier l'amplitude de la composante de tension fournie au circuit de grille du dispositif à valves électriques qui, à son tour, va donner lieu à une variation des courants parcourant les chemins conducteurs de la valve 21.
Les connexions de grille de laval- ve électrique 21 sont telles, comme expliqué précédemment, que lorsque la tension fournie à l'une des grilles de le, valve 21 croit, la tension fournie à l'autre grille détroit proportionnellement et par conséquent lorsque le courant parcourant l'un des chemins conducteurs de la val- ve 21 croit, le courant parcourant l'autre chemin décroït proportion- nellement.
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Le rotor du transmetteur 27 est reliée mécaniquement à tra- vers un système d'engrenages convenable (non indiqué) à l'élément mobile de l'appareil pilote 11. Dans ce but d'accroître l'exactitude et la sensibilité du contrôle/le rapport de ce système d'engrenages est rendu aussi grand que possible, par exemple 72 : 1, ce qui veut dire que lorsque l'appareil pilote tourne de 1 , le rotor du trans- metteur tourne de 72 . Le rotor du récepteur régulateur 28 est re- lié soit à l'arbre du moteur 12, soit à l'arbre de l'objet mené 10 au moyen d'un dispositif d'engrenages convenable (non indiqué) pos- sèdant le mëme rapport que le système d'engrenages placé entre l'ap- pareil pilote et le transmetteur.
Ce rapport élevé du système d'engrenages fournit un contrô- le très fin et très correct, si le rapport est 72 : 1 comme indiqué, pour chaque rotation de 5 de l'appareil pilote, le rotor du trans- metteur 27 tourne de 360 . Cependant, comme les axes de l'enroule- ment rotorique du récepteur régulateur 28 et du champ magnétique du stator sont parallèles en 2 points, lors d'une révolution complète du transmetteur, par exemple au point 0 et au point 180 , il est clair que les positions de l'appareil pilote et de l'objet mené ne peuvent pas différer de plus de 2,5 l'une par rapport à l'autre, lorsqu'elles sont sous le réglage fin à vitesse élevée du système de contrôle parce que lorsque cette différence de position apparaît,
la même relation existe entre les rotors du transmetteur et du récepteur régulateur que lorsque l'appareil pilote et l'objet mené sont en cor- respondance. En pratique, sous des conditions réelles de fonctionne- ment, la position du rotor du transmetteur diffère souvent de celle de l'objet mene 10 de plus de 2 5 et un système plus grossier est alors employé pour le réglage du système de contrôle avant que cette diffé- rence de position ne soit dépassée. Ce système grossier comprend un transmetteur 30 identique au transmetteur 27 et un récepteur régula- teur 31 similaire au récepteur régulateur 28.
L'enroulement rotorique monophasé du transmetteur 30 est relié à la source de tension alter- native 23 et l'enroulement rotorique monophasé du récepteur-régulateur, 31 est relié aux bornes de l'enroulement primaire 32a d'un transfor-
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mateur 32 dont les bornes de l'enroulement secondaire 32b sont re- liées aux grilles 21e et 21f de la valve 21 à travers les valves électriques 33 et 34. Le point milieu de cet enroulement secondaire 32b est relié au point milieu de la résistance 25. Les enroulements statoriques du transmetteur 30 et du récepteur régulateur 31 sont reliés l'un à l'autre au moyen des conducteurs 35.
Le rotor du transmetteur est relié directement à l'élément rotatif de l'appareil pilote 11 au moyen d'un système convenable d'engrenages de rapport 1 : 1 et le rotor du récepteur-régulateur 31 est relié par l'intermédiaire d'un système convenable d'engrenages (non indiqué) de rapport 1 : 1 à l'objet mené 10. on voit donc que le transmetteur 30 et le récepteur-régulateur 31 contituent un système à vitesse faible qui donne le controle grossier désiré.
Les valves électriques 33 et 34 peuvent être de n'importe quel type mais sont de préférence du type à 2 électrodes dans les en- veloppes desquelles est introduite après qu'on y a fait 'le vide une faible quantité d'un gaz inerte, du néon par exemple. La caractéris- tique essentielle d'une valve de ce type est que, lorsqu'une tension inférieure à une valeur prédéterminée est appliquée à ses bornes, la valve ne conduit aucun courant, au contraire lorsque cette tension est dépassée, le néon s'ionise et la valve devient conductrice.
Le transformateur 32 est tel que lorsque la différence de position entre l'appareil pilote et l'objet mené est moindre que la quantité prédéterminée 2,5 , la tension appliquée aux valves 33 et 34 est moindre que la tension d'ionisation de ces valves ; lorsque la différence de position est égale ou supérieure à cette valeur prédé- terminée, la tension appliquée aux valves 33 et 34 est égale ou su- périeure à la tension d'ionisation, Par conséquent, lorsque la diffé- rence de position est inférieure à cette valeur prédéterminée, les liaisons de contrôle entre le système de contrôle grossier et les grilles de la valve 21 sont interrompues et le système de contrôle grossier n'agit pas ;
lorsque cette différence est égale ou supérieure à cette quantité, les valves deviennent conductrices et la tension induite dans l'enroulement secondaire du transformateur 32 est appli-
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quée aux grilles de la valve 21 et agit par conséquent en contrôlant cette valve. Des résistances 36 et 37 possédant des valeurs ohmiques relativement élevées sont introduites dans les liaisons entre les bornes des enroulements secondaires 26a et 26b et les grilles 21e et 21f de la valve 21. Ces résistances 36 et 37 agissent en même temps que les valves 33 et 34 en transférant le contrôle du réglage fin au réglage grossier lorsque la différence de position est égale ou supérieure à la quantité prédéterminée mentionnée précédemment.
Dans le but d'éviter des oscillations lors du fonctionne- ment du système, une capacité 38 est reliée en série avec la résis- tance 25 aux bornes du moteur d'entrafnement 12. La charge de cette capacité 38 varie lorsque la tension d'armature varie. Lorsque la tension d'armature du moteur est constante, la charge de la capacité est constante et lorsque cette tension varie à grande vitesse, la charge de la capacité 38 varie identiquement à grande vitesse. Lors- que la charge de la capacité 38 varie, un courant parcourt la résis- tance 25 et est proportionnel à la vitesse à laquelle varie le char- ge de la capacité.
En d'autres mots, le courant traversant la résis- tance 25 est proportionnel à la vitesse de variation de la charge de la capacité qui, à son tour, 'change avec la vitesse de variation de la tension d'armature du moteur 12 et, puisque cette tension est ap- proximativement proportionnelle à la vitesse du moteur 12, le courant traversant la résistance 25 est approximativement proportionnel à la vitesse de variation de la vitesse du moteur 12. par conséquent, la capacité introduit une force ou tensionétant proportionnelle à la de correction dans le circuit de grille de la valve 21, cette tension vitesse de variation de la vitesse du moteur 12.
La polarité des con- nexions de la capacité 38 dans le circuit de grille de la valve élec- trique 21 est choisie pour que le courant qui traverse la résistance 25 lors d'un changement de charge de la capacité 38 ait une direction telle qu'il contrôle l'amplidyne 13 à travers les valves 21, 15 et 16 pour réduire la quantité de courant fourni au moteur 12 de sorte que le courant fourni au moteur 12 pour une différence donnée de position de l'appareil pilote et de l'objet mené est moindre que celle qui serait fournie normalement. En plus de la capacité 38, un transfor-
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mateur 39 est prévu pour introduire une autre composante de correc- tion dans le contrôle, laquelle empêche les phénomènes de dépasse- ment et d'oscillations de se produire.
L'enroulement secondaire de ce transformateur 39 est relié en série avec la capacité 38 et son enroulement primaire est relié à une résistance 40 connectée en sé- rie entre la génératrice 13 et le moteur 12, de sorte que la chute de tension aîans la résistance 40 est proportionnelle au courant d'arma- ture du moteur. La résistance 40 est mûrie d'un contact mobile 40a pour ajuster correctement la composante de correction introduite dans le transformateur 39 par rapport à celle produite par la capacité 38.
Une tension est induite dans l'enroulement secondaire du transforma- teur 39, seulement lorsque le courant d'armature du moteur 12 chan- ge et l'amplitude de cette tension induite est proportionnelle à la vitesse de variation du courant d'armature, par conséquent, la compo- sante de correction introduite par le transformateur 39 est propor- tionnelle à la vitesse de variation du courant d'armature du moteur 12 et comme, dans un moteur à excitation constante, tel que le moteur 12, le couple est proportionnel au courant, la composante de correc- tion introduite par le transformateur 39 est proportionnelle à la vitesse de variation du couple du moteur 12.
Le fonctionnement du système sera facilement compris par la description détaillée suivante :
Lorsque les positions de l'appareil pilote 11 et de l'objet mené 10 sont en correspondance, le système est dans sa condition nor- male de non alimentation, tel que représenté. Comme expliqué précé- demment, dans ce cas, les deux chemins de la valve 21 conduisent des quantités égales de courant; il en est de même pour les valves 15 et 16 de sorte que les enroulements opposés 13c et 13d de champ de con- trôle de l'amplidyne sont également excités et la tension débitée par la génératrice 13 est nulle.
La rotation manuelle de l'appareil pilote 11 donne lieu à une rotation correspondante mais multipliée du rotor du transmetteur 27, amenant une rotation du champ magnétique statorique du récepteur-régulqteur 28 de telle manière qu'une tension proportionnelle à l'angle de rotation de l'appareil pilote 11 est in-
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duite dans l'enroulement rotorique du récepteur-régulateur, Cette ten- sion induite est appliquée au circuit de grille de la valve électrique 21 et accroît par conséquent le courant conduit par l'un des chemins conducteur de la valve et diminue celui conduit par l'autre chemin.
En supposant que la direction de rotation de l'appareil pilote accroft le courantallant de la cathode à l'anode 21aet diminue celui allant de la cathode à l'anode 21b, la polarisation négative de la grille de la valve 15 est accrue et la polarisation négative de la grille de la valve 16 est diminuée, par suite de l'augmentation et de la diminu- tion respective des chutes de tension dans les résistances 19 et 20.
La conductibilité de la valve 16 est par conséquent augmentée et celle de la valve 15 diminuée, et il en résulte un accroissement de l'exita- tion de l'enroulement de champ de contrôle 13d et un décroissement de l'excitation de l'enroulement de champ de contrôle 13cde l'amplidyne 13. La différence des excitations des deux enroulements de champoppo- sés 13cet 13d produit une excitation nette le long de l'axe de con- trôle de la génératrice 13, d'où il résulte que cette génératrice dé- bite une tension qui fournit du courant à l'armature du moteur 12, dans une direction telle que le moteur tourne dans le sens d'entraînement de l'objet levers une position correspondant à celle de l'appareil pilote 11.
Si l'objet mené 10 ne sait pas suivre le mouvement rapide de l'appareil pilote 11, d'où il résulte que la différence de positionde l'objet mené et de l'appareil pilote égale ou excède la quantitépré- déterminée, la tension induite dans l'enroulement secondaire du trans- formateur 32 devient tellement grande que les tensions appliquées aux électrodes des valves électriques 33 et 34 sont supérieures aux ten- sions d'ionisation de ces valves, ce qui rend ces dernières conductri- ces.
ues tensions continuent à être induites dans les enroulements se- condaires 26a et 26b du transformateur 26, après que les valves élec- triques 33 et 34 sont devenues conductrices, mais en tenant compte de la valeur élevée des résistances 36 et 37, les tensions induites dans les enroulements secondaire 26a et 26b n'ont plus d'effet, et la val- ve électrique 21 est seulement contrôlée par la tension induite dans
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l'enroulement secondaire 32b du transformateur 32.
Donc, quand les valves électriques 33 et 34 deviennent conductrices, les liaisons de contrôle entre le système de contrôle grossier à faible vitesse et la valve électrique 21 sont complétées et le contrôle du système à distance est-transféré effectivement depuis le système de contrôle fin à grande vitesse au système de contrôle grossier à faible vites- se. Le disparition des connexions entre le récepteur-régulateur 31 et le circuit de grille de la valve électrique 21 donne lieu à l'ap- plication d'une tension élevée au circuit de grille de la valve 21 telle que le courant fourni par l'amplidyne 13 à l'armature du mo- teur 12 fait entraîner l'objet mené par ce dernier à une vitesse maximum dans la mëme direction que celle dans laquelle se meut l'ap- pareil pilote.
Si la différence de position avait eu lieu dans la direc- tion opposée le fonctionnement de chacun des éléments aurait été similaire mais opposé au fonctionnement qui vient d'être décrit, de sorte qu'un courant de polarité opposée aurait été fourni à l'arma- ture du moteur 12 et que ce dernier aurait entrainé l'objet mené dans la direction inverse.
En supposant maintenant que l'appareil pilote est amené au repos, la position de l'objet mené 10 s'approchera de la position correspondante de l'appareil pilote à une vitesse maximum et quand la différence de position entre l'objet mené et l'appareil pilote atteindra la valeur permise, les tensions appliquées aux bornes des électrodes des valves 33 et 34 deviennent inférieures à la tension d'ionisation de ces valves qui cesseront ainsi d'être conductrices.
Le résultat de la non conductibilité de ces valves 33 et 34 est l'in- terruption des liaisons de contrôle entre le système de contrôle grossier à faible vitesse et le circuit de grille de la valve 21, rendant ainsi ineffectif le système de contrôle grossier à faible vitesse et transférant le contrôle au système de contrôle fin à vi- tesse élevée.
Finalement, lorsque l'objet mené atteint une position exactement correspondante à celle de l'appareil pilote 11, l'axe de l'enroulement rotorique du récepteur-régulateur 28 vient à l'en- gle droit avec l'axe du champ magnétique de l'enroulenent statorique
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et il en résulte que la tension induite dans l'enroulement rotorique du récepteur-régulateur devient nulle, et que la valve 21 est de nouveau placée dans des conditions d'égale conduction de ses chemins conducteurs. Il en résulte la disparition de l'excitation nette le long de l'axe de contrôle de l'amplidyne 13, de telle manière que la tension débitée est réduite à zéro et que le moteur 12 est amené au repos avec l'objet mené 10 dans une position correspondant à celle de l'appareil pilote 11.
Dans le but de diminuer les phénomènes de dépassement et d'oscillations dont il a été question précédemment, le fontionnement du système qui vient d'être décrit a été légèrement modifié, spécia- lement durant l'accélérationet la décélération. Durant l'accélération la tension croissante aux bornes du moteur va donner naissance à une charge de la capacité 38, et le courant de charge de cette capacité parviendra à travers la résistance 25 dans le circuit de grille de la valve électrique 21 de sorte que les tensions de polarisation des grilles 2le et 21f seront altérées de manière telle que le courant fourni au moteur 12 est réduit à une valeur inférieure à celle qui serait fournie au moteur pour la différence de position existant alors entre l'appareil pilote et l'objet mené.
Durant la decélération du moteur, c'est-à-dire lorsque la position de l'objet mené vient en correspondance avec celle de l'ap- pareil pilote, la capacité 38 se décharge et le passage ducourant de décharge à travers la résistance 25 produit une tension aux bornes de cette dernière,qui altère les tensions de polarisation des grilles de la valves 21 de manière à abaisser la tension de la génératrice 13 d'une quantité plus élevée que celle dont elle serait abaissée si elle était uniquement contrôlée par la tension décroissante induite dans l'enroulement secondaire du récepteur régulateur 28 lorsque le système approche de la correspondance.
La diminution de la tension de la génératrice 13 peut atteindre une valeur telle.,que la tension de la génératrice sera dépassée par la tension inverse du moteur 12 d'où il résulte le fonctionnement du moteur 12 comme génératrice pom- pant du courant en sens inverse, ce qui donne lieu à un couple élevé
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de freinage au moteur 12 de manière à amener le moteur et l'objet mené 10 au repos sans dépasser la position de correspondance.
Si la décélération du moteur 12 à partir de sa vitesse ma- ximum est extrêmement rapide, le courant de décharge de la capacité 38 sera proportionnellement élevée et l'effet du passage de ce courant élevé à travers la résistance 25 sur les tensions de polarisation des grilles de la valve 21 peut être tel qu'il donne lieu à une diminu- tion de la tension de la génératrice 13 jusqu'à une valeur nulle ou inverse. Il en résulte au moteur 12 un couple de freinage extrême- ment élevé pour ralentir l'objet mené jusqu'à une position corres- pondant à celle de l'appareil pilote sans dépassement ou oscillations sensibles.
Aux faibles vitesses du moteur 12, la tension aux bornes et les vitesses de changement de cette tension sont habituellement faibles en comparaison avec le courant du moteur et les vitesses de chagement de celui-ci. par conséquent, à ces vitesses très faibles le transformateur 39 fournit la composante principale de la correc- tion"anti-oscillations'.' et cette compo^ante opère d'une manière si- milaire à celle produite par la capacité 38 pour produire l'opération
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d"'anti-oscillations" décrite précédemment.
Dans certaines applications de commande à distance, les charges imposées au moteur de commande à distance sont tellement éle- vées et les vitesses d'accélération et de décélération rencontrées sont si grandes que la tension aux bornes dumoteurcorrect pour ces n'est pas une mesure correcte de sa vitesse,pour obtenir un contrôle applications, ainsi qu'un effet anti-oscillatoire proportionnel à la vitesse de variation de vitesse de ce moteur, une génératrice tachy- métrique 41 est prévue comme illustré dans la modification de la fi- gure 2 ; génératrice est entrafnée'mécaniquement par l'arbre du moteur 42 de commande à distance. Dans cette modification, le moteur de commande à distance 42 correspond au moteur de commande à distance 12 de la figure 1.
Le circuit série comprenant l'enroulement secon- dakre 43a du transformateur 43, la capacité 44 et la résistance 45 est relié aux bornes de la génératrice tachymétrique 41, au lieu d'être connectée aux bornes du moteur de commande à distance 42 comme l'était le circuit série correspondant dans le systèmede la figure 1. Autrement dit, la modification de la figure 2 est identi- @
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que au système de la figure 1 et son fonctionnement est aussi identique excépté que la correction du contrôle est supérieure car la tension fourniepar la génératrice tachymétrique 41 est une mesure exacte de la vitesse du moteur de commande à distance 42.
Bien que l'on ait décrit et représenté plusieurs formes de réalisations de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.
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REMOTE CONTROL SYSTEM
The present invention relates to control systems and more particularly to those of these systems the object of which is to drive an object in a movement corresponding to that of a pilot apparatus. more especially, the invention relates to remote control systems of which the driving device of the driven object can be controlled by means of a fine adjustment or of a coarse adjustment, and its main object is to present improved means making it possible to pass from fine adjustment to coarse adjustment when the difference in position between the pilot apparatus and the object measured.
ne exceeds a certain value and go back from the coarse setting to the
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fine adjustment when this difference becomes less than the said value.
The invention, in the form shown, uses means for driving the driven object, means for controlling the driving device, with coarse and fine adjustment, depending on the difference in position of the pilot device and the driven object, as well as links between said coarse and fine adjustments and said drive device.
Coarse adjustment is normally ineffective when the difference in position between the pilot apparatus and the driven object is less than a predetermined value; a valve device included in the connection system between the coarse adjustment and the driving device} serves to make the said adjustment effective and consequently to switch from the fine adjustment to the coarse adjustment when the difference in position becomes greater than said predetermined value; this valve device again makes coarse adjustment ineffective when the position difference becomes less than. said predetermined value.
The invention is shown as being applied to a remote control system in which the driven object is driven by an electric motor, but it is obvious that it can also be employed in remote control systems in which the object. driven is driven by other suitable driving devices.
The advantages and new characteristics of the invention will be better understood by referring to the following description and to the accompanying drawings, given simply by way of example and in which:
Figure 1 schematically shows a device utilizing the principles of the present invention;
Figure 2 schematically shows a modification of the present invention.
Referring to the drawings, it can be seen that an object 10 is driven in accordance with the movement of a pilot or control apparatus 11 by a suitable drive device, a direct current motor 12.
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for example, to which amber is coupled the object 10 by the intermediary of a reduction gear system (not shown). Direct current is supplied to the motor armature 12 by a special generator 13 having a pair of shorted armature brushes 13a and a pair of charge brushes 13b to which the motor armature 12 is connected by the 'intermediate conductors 12a. The generator 13 is of the amplidyne type and is driven at a substantially constant speed by any suitable means,
for example an induction motor 14 to which the shaft of the amplidyne 13 is coupled (not shown). The axis of the flux produced by the short-circuited armature brushes will be called "short-circuit axis" and the axis which is out of phase by 90 electrical degrees with respect to the short-circuit axis will be called " control axis ", if the axis of the brushes 13a coincides with the short-circuit axis, the load brushes 13b are on the control axis.
The net flux along the control axis is produced by two control field windings 13c and 13d, placed in opposition, a compensating field winding 13c placed in series, and the armature reaction of the load current itself. even. The flux along the short-circuit axis 13 of the amplidyne is produced by the shunt field winding 13f and the armature reaction of the short-circuit current. The flux along the short-circuit axis gives rise to the voltage which appears between the charge brushes 13b and the flux along the control axis gives rise to the voltage which appears between the short-circuit brushes. - circuit 13a, as well as to the short-circuit current.
The operation of the machine 13 is easily understood by considering only a single control field winding, the field winding 13c for example, without taking into account the shunt field winding 13f and the 13c series compensation winding and subsequently considering the effect of these field windings on operation.
Suppose that a certain voltage is applied to the field winding 13c and current begins to flow through this winding. immediately a high current travels the short circuit path,
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Since the resistance of the short-circuit path is so low that it is almost negligible, the control field winding 13c need only give rise to a very small flux to produce a high short-circuit current and a flux. of proportionally large frame. In addition, since the flux of the control field winding should only have a small value and the reactance of the short-circuited armature is very small, the short-circuit current reaches its full strength. value in an exceptionally short time.
The armature feedback flux produced by the short circuit current generates a voltage between the charge brushes 13b and causes a charge current to flow. This load current gives rise to an armature flux which opposes the flux of the control field winding 13c. The final flux must therefore be high enough to exceed the flux of reinforcement existing along the control axis.
However, if one uses the compensating field winding 13c through which the load current passes, the armature reaction along the control axis can be almost completely neutralized. therefore, for the use of this series compensation chanp, the control field need only produce sufficient flux and field voltage to overcome the resistance of the short circuit path, the time constant of the machine is therefore very low or, in other words, its response speed is very high.
The shunt field winding 13f is used to reduce the constant short circuit current. for a given voltage between the charging brushes 13b, there is a corresponding flux along the short circuit axis, If part of this flux is produced by a shunt field winding, the part of flux produced by the neck - armature short-circuit rant will be reduced, for example, if the shunt field is set to give sufficient excitation to produce nine tenths of the voltage between the load brushes 13b, the value of the short- circuit for any given voltage should be only one tenth of what it would be if there were no shunt field winding.
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The control field windings 13c and 13d along the control axis of the amplidyne '13 are connected in the cathode-anode circuits of the electric valves 15 and 16, respectively.
These circuits are connected to the terminals of a DC source 17, the anes of the valves 1b and 16 being connected by means of the respective control field windings 13c and 13d to the positive of the source 17, while the cathodes of these valves are connected through the polarization resistor 18 to the negative of the source 17.
The cathode-grid circuit of the valve lb connects the cathode of this valve to the corresponding grid via the bias resistor 18 and the resistor 19, which gives the grid a negative bias. Likewise, the cathode-grid circuit of valve 16 connects the cathode of this valve to the corresponding grid via the bias resistor 18 and resistor 20 which also gives the grid a negative bias. tive.
An electric double triode valve 21 having a pair of conductive paths is provided to control the grid voltage of the valves 15 and 16. The anode-cathode circuit of the valve 21 and connected to the secondary winding 22a of a transformer 22, the primary winding 22b of which is connected to the terminals of a single-phase alternating source 23. As shown, the anodes 2a and 21b are connected through the respective resistors 19 and 20 to a terminal of the secondary winding 22a and them. cathodes 21c and 21d are connected through a bias resistor 24 to the terminal terminal of the secondary winding 22a. As the valve 21 has two anodes, there are two conductive paths and the current flowing through each of those. it can be controlled separately by controlling the voltages applied to the gate 21c and 21f.
The grid 21c controls the passage of current between the cathode 21c and the anode 21a; the grid 21f controls the conductivity of the space located between the cathode 21d and the anode 21b. The cathode-grid circuit of the left conduction path of the valve 21 connects the cathode to the grid 21c through the intermediary of the bias resistor 24, the left part of the resistor.
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ce 25 and the secondary winding 26a of a transformer 26. The voltages of the grids 21c and 21f with respect to the respective cathodes 21c and 21d are such that the two paths of the valve 21 normally conduct equal amounts of current, for example. example 4 milliamperes; this results from the introduction of the bias resistor 24 in the anode-cathode circuits of the valve 21.
This condition of equal conductivity of the two paths of the valve 21 occurs when the position of the driven object 10 corresponds to that of the pilot apparatus 11. When equal amounts of current flow through the two paths of the valve. valve 21, the voltage drops in resistors 19 and 20 are equal and these drops, combined with the voltage drop in resistor 18 produce a polarization of the voltages of the gates of valves 15 and 16 with respect to their cathodes, such that these valves conduct equal amounts of current, for example 40 milliamps. Current conducted through valves 15 and 16 excites control field windings 13c and 13d of amplifier 12.
However, since these windings are in opposition, the net excitation flux along the generator control axis is zero, as is the voltage at the charge brushes 13b. It is therefore evident from the foregoing that when the positions of the driven object and the pilot apparatus are in correspondence, equal currents flow through the two paths of the valve 21, as well as the valves loet 16, so that the voltage supplied by the generator 13 is zero. to vary the bias voltages of the gates 21c and 21f of the valve 21, a variable voltage substantially in phase with the.
anode voltage is supplied to the gate circuit by the transformer 26 whose secondary windings 26a and 26b are connected to the cathode-gate circuits of the valve 21, as explained previously, and whose primary winding is connected to the single-phase AC source 23 through a rotary induction device shown as comprising a rotary induction apparatus 27 which is the transmitter and a similar rotary induction apparatus 28 which is the receiving regulator.
The rotary induction device 27
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takes a rotor 27 a with a single phase winding (not shown) and a stator 27b with a three phase winding (not shown) physically similar to the polyphase winding of an ordinary wound rotor induction motor. The stator and rotor windings are arranged inductively with respect to each other in such a way that the alternating magnetic field due to the current flowing through the primary winding induces voltages in the elements of the secondary winding.
Regulator receiver 28 is in all respects identical to transmitter 27 and the ends of its stator winding are connected to the ends of the stator winding of the transmitter by conductors 29 so that the voltages induced in l The stator winding of the transmitter gives rise to currents which flow through the stator winding of the regulator, producing a magnetic field similar to that produced by the current passing through the rotor winding of the transmitter.
The rotation of the rotor of the transmitter induces a voltage in the rotor winding of the receiver as a result of the phase shift of the axis of the magnetic field of the regulator receiver with respect to the axis of the rotor coil and the magnitude of this induced voltage depends the arrangement of the axis of this winding with respect to the axis of the magnetic field;
for example when the axes of the magnetic field and the rotor winding are parallel, the induced voltage is maximum, while when these axes are perpendicular to each other, the induced voltage is zero, therefore, the Rotation of the rotor of the transmitter or receiver regulator varies the amplitude of the voltage component supplied to the gate circuit of the electric valve device which, in turn, will give rise to a variation in the currents flowing through the conductive paths of the valve 21.
The gate connections of the electric valve 21 are such, as explained previously, that when the voltage supplied to one of the gates of the valve 21 increases, the voltage supplied to the other gate decreases proportionally and therefore when the voltage is increased. current flowing through one of the conducting paths of the valve 21 increases, the current flowing through the other path decreases proportionally.
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The rotor of the transmitter 27 is mechanically connected through a suitable gear system (not shown) to the movable element of the pilot apparatus 11. For this purpose to increase the accuracy and the sensitivity of the control. The ratio of this gear system is made as large as possible, for example 72: 1, which means that when the pilot device turns by 1, the rotor of the transmitter turns by 72. The rotor of the regulating receiver 28 is connected either to the shaft of the motor 12 or to the shaft of the driven object 10 by means of a suitable gear device (not shown) having the same ratio. than the gear system placed between the pilot unit and the transmitter.
This high ratio of the gearing system provides very fine and correct control, if the ratio is 72: 1 as shown, for each rotation of 5 of the pilot apparatus, the rotor of the transmitter 27 turns 360. . However, since the axes of the rotor winding of the regulator receiver 28 and the magnetic field of the stator are parallel at 2 points, during a complete revolution of the transmitter, for example at point 0 and point 180, it is clear that the positions of the pilot device and the driven object cannot differ by more than 2.5 from each other, when under the high speed fine adjustment of the control system because that when this difference in position appears,
the same relationship exists between the rotors of the transmitter and the governor receiver as when the pilot device and the driven object are in correspondence. In practice, under actual operating conditions, the position of the rotor of the transmitter often differs from that of the lead object 10 by more than 25 and a coarser system is then employed for the adjustment of the control system before this difference in position is not exceeded. This rough system comprises a transmitter 30 identical to transmitter 27 and a regulator receiver 31 similar to receiver regulator 28.
The single-phase rotor winding of the transmitter 30 is connected to the alternating voltage source 23 and the single-phase rotor winding of the receiver-regulator, 31 is connected to the terminals of the primary winding 32a of a transformer.
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matrix 32 whose terminals of the secondary winding 32b are connected to the grids 21e and 21f of the valve 21 through the electric valves 33 and 34. The midpoint of this secondary winding 32b is connected to the midpoint of the resistor 25 The stator windings of the transmitter 30 and of the regulator receiver 31 are connected to each other by means of the conductors 35.
The rotor of the transmitter is connected directly to the rotary member of the pilot apparatus 11 by means of a suitable system of 1: 1 ratio gears and the rotor of the receiver-regulator 31 is connected by means of a suitable 1: 1 ratio gear system (not shown) to driven object 10. Thus, it is seen that transmitter 30 and receiver-regulator 31 constitute a low speed system which gives the desired coarse control.
The electric valves 33 and 34 can be of any type but are preferably of the 2-electrode type in the casings of which is introduced after a small amount of an inert gas has been evacuated therein. neon for example. The essential characteristic of a valve of this type is that, when a voltage lower than a predetermined value is applied to its terminals, the valve does not conduct any current, on the contrary when this voltage is exceeded, the neon ionizes. and the valve becomes conductive.
The transformer 32 is such that when the difference in position between the pilot apparatus and the driven object is less than the predetermined amount 2.5, the voltage applied to the valves 33 and 34 is less than the ionization voltage of these valves ; when the position difference is equal to or greater than this predetermined value, the voltage applied to the valves 33 and 34 is equal to or greater than the ionization voltage, therefore, when the position difference is less than this predetermined value, the control links between the coarse control system and the gates of the valve 21 are interrupted and the coarse control system does not act;
when this difference is equal to or greater than this quantity, the valves become conductive and the voltage induced in the secondary winding of the transformer 32 is applied.
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quée the grids of the valve 21 and therefore acts by controlling this valve. Resistors 36 and 37 having relatively high ohmic values are introduced into the connections between the terminals of the secondary windings 26a and 26b and the grids 21e and 21f of the valve 21. These resistors 36 and 37 act at the same time as the valves 33 and 34 by transferring control from fine adjustment to coarse adjustment when the position difference is equal to or greater than the predetermined amount mentioned above.
In order to avoid oscillations during operation of the system, a capacitor 38 is connected in series with the resistor 25 to the terminals of the driving motor 12. The load of this capacitor 38 varies when the voltage of frame varies. When the armature voltage of the motor is constant, the load on the capacitor is constant and when this voltage varies at high speed, the load on the capacitor 38 likewise varies at high speed. As the load on the capacitor 38 varies, current flows through the resistor 25 and is proportional to the rate at which the load on the capacitor varies.
In other words, the current through resistor 25 is proportional to the rate of change of the capacitor load which, in turn, changes with the rate of change of the armature voltage of the motor 12 and , since this voltage is approximately proportional to the speed of motor 12, the current flowing through resistor 25 is approximately proportional to the rate at which the speed of motor 12 changes. Therefore, the capacitance introduces a force or voltage being proportional to the speed. correction in the gate circuit of the valve 21, this speed voltage variation of the motor speed 12.
The polarity of the connections of capacitor 38 in the gate circuit of electric valve 21 is chosen so that the current flowing through resistor 25 upon a change in load of capacitor 38 has a direction such that it controls the amplidyne 13 through the valves 21, 15 and 16 to reduce the amount of current supplied to the motor 12 so that the current supplied to the motor 12 for a given difference in position of the pilot apparatus and the object led is less than what would normally be provided. In addition to capacity 38, a transformer
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Controller 39 is provided to introduce another correction component into the control which prevents overshoot and oscillation phenomena from occurring.
The secondary winding of this transformer 39 is connected in series with the capacitor 38 and its primary winding is connected to a resistor 40 connected in series between the generator 13 and the motor 12, so that the voltage drop over the resistance 40 is proportional to the arming current of the motor. Resistor 40 is matured by a movable contact 40a to properly adjust the correction component introduced into transformer 39 with respect to that produced by capacitor 38.
A voltage is induced in the secondary winding of transformer 39, only when the armature current of motor 12 changes and the amplitude of this induced voltage is proportional to the rate of variation of the armature current, for example Therefore, the correction component introduced by the transformer 39 is proportional to the rate of change of the armature current of the motor 12 and since, in a motor with constant excitation, such as the motor 12, the torque is proportional. to current, the correction component introduced by transformer 39 is proportional to the speed of variation of the torque of the motor 12.
The operation of the system will be easily understood from the following detailed description:
When the positions of the pilot apparatus 11 and the driven object 10 match, the system is in its normal no-power condition as shown. As explained above, in this case, the two paths of valve 21 conduct equal amounts of current; it is the same for the valves 15 and 16 so that the opposite windings 13c and 13d of the control field of the amplidyne are also energized and the voltage supplied by the generator 13 is zero.
The manual rotation of the pilot apparatus 11 gives rise to a corresponding but multiplied rotation of the rotor of the transmitter 27, causing a rotation of the stator magnetic field of the receiver-regulator 28 such that a voltage proportional to the angle of rotation of the pilot apparatus 11 is in-
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This induced voltage is applied to the gate circuit of the electric valve 21 and consequently increases the current carried by one of the conducting paths of the valve and decreases that carried by the 'other way.
Assuming that the direction of rotation of the pilot apparatus increases the current from the cathode to the anode 21a and decreases that from the cathode to the anode 21b, the negative bias of the gate of the valve 15 is increased and the bias negative of the gate of the valve 16 is reduced, as a result of the respective increase and decrease in the voltage drops in resistors 19 and 20.
The conductivity of the valve 16 is therefore increased and that of the valve 15 decreased, resulting in an increase in the exitation of the control field coil 13d and a decrease in the excitation of the coil. of control field 13c of amplidyne 13. The difference in the excitations of the two opposing field windings 13c and 13d produces a net excitation along the control axis of the generator 13, from which it follows that this generator discharges a voltage which supplies current to the armature of the motor 12, in a direction such that the motor rotates in the direction of drive of the object, raising a position corresponding to that of the pilot apparatus 11.
If the driven object 10 is unable to follow the rapid movement of the pilot apparatus 11, whereby the difference in position of the driven object and the pilot apparatus equals or exceeds the predetermined amount, the voltage induced in the secondary winding of transformer 32 becomes so great that the voltages applied to the electrodes of electric valves 33 and 34 are greater than the ionization voltages of these valves, making the latter conductive.
Voltages continue to be induced in the secondary windings 26a and 26b of the transformer 26, after the electric valves 33 and 34 have become conductive, but taking into account the high value of the resistors 36 and 37, the induced voltages in the secondary windings 26a and 26b no longer have any effect, and the electric valve 21 is only controlled by the voltage induced in
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the secondary winding 32b of the transformer 32.
Therefore, when the electric valves 33 and 34 become conductive, the control links between the low speed coarse control system and the electric valve 21 are completed and control of the remote system is effectively transferred from the fine control system to. high speed to coarse control system at low speed. The disappearance of the connections between the receiver-regulator 31 and the gate circuit of the electric valve 21 gives rise to the application of a high voltage to the gate circuit of the valve 21 such as the current supplied by the amplidyne. 13 to the frame of the motor 12 causes the object driven by the latter to be driven at a maximum speed in the same direction as that in which the pilot device is moving.
If the difference in position had taken place in the opposite direction the operation of each of the elements would have been similar but opposite to the operation just described, so that a current of opposite polarity would have been supplied to the arma - ture of the motor 12 and that the latter would have driven the driven object in the opposite direction.
Assuming now that the pilot apparatus is brought to rest, the position of the driven object 10 will approach the corresponding position of the pilot apparatus at maximum speed and when the difference in position between the driven object and l The pilot apparatus will reach the permitted value, the voltages applied to the terminals of the electrodes of the valves 33 and 34 become lower than the ionization voltage of these valves which will thus cease to be conducting.
The result of the non-conductivity of these valves 33 and 34 is the interruption of the control links between the low speed coarse control system and the gate circuit of the valve 21, thus rendering the coarse control system ineffective. low speed and transferring control to the fine control system at high speed.
Finally, when the driven object reaches a position exactly corresponding to that of the pilot apparatus 11, the axis of the rotor winding of the receiver-regulator 28 comes into right engagement with the axis of the magnetic field of the stator winding
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and it follows that the voltage induced in the rotor winding of the receiver-regulator becomes zero, and that the valve 21 is again placed under conditions of equal conduction of its conductive paths. This results in the disappearance of the net excitation along the control axis of the amplidyne 13, so that the voltage supplied is reduced to zero and the motor 12 is brought to rest with the driven object 10. in a position corresponding to that of the pilot device 11.
With the aim of reducing the overshoot and oscillations phenomena which were discussed previously, the operation of the system which has just been described has been slightly modified, especially during acceleration and deceleration. During acceleration the increasing voltage across the motor will give rise to a load of capacitor 38, and the charging current of this capacitor will flow through resistor 25 into the gate circuit of electric valve 21 so that the bias voltages of the gates 2le and 21f will be altered in such a way that the current supplied to the motor 12 is reduced to a value lower than that which would be supplied to the motor for the difference in position then existing between the pilot device and the driven object .
During the deceleration of the motor, i.e. when the position of the driven object matches that of the pilot apparatus, the capacitor 38 is discharged and the discharge current passes through the resistor 25. produces a voltage across the latter, which alters the bias voltages of the gates of valve 21 so as to lower the voltage of generator 13 by an amount greater than that which would be lowered if it were only controlled by the decreasing voltage induced in the secondary winding of regulator receiver 28 as the system approaches match.
The decrease in the voltage of the generator 13 can reach a value such that the voltage of the generator will be exceeded by the reverse voltage of the motor 12, from which the motor 12 operates as a generator pumping current in the direction. inverse, resulting in high torque
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braking to the motor 12 so as to bring the motor and the driven object 10 to rest without exceeding the corresponding position.
If the deceleration of the motor 12 from its maximum speed is extremely fast, the discharge current of capacitor 38 will be proportionately high and the effect of the passage of this high current through resistor 25 on the bias voltages of the capacitors. gates of the valve 21 may be such that it gives rise to a decrease in the voltage of the generator 13 to a zero or reverse value. This results in an extremely high braking torque at the motor 12 in order to slow the driven object to a position corresponding to that of the pilot apparatus without overshooting or appreciable oscillations.
At low speeds of the motor 12, the voltage at the terminals and the rates of change of this voltage are usually low in comparison with the current of the motor and the rates of change thereof. therefore, at these very low speeds transformer 39 provides the main component of the "anti-sway" correction. and this component operates in a manner similar to that produced by capacitor 38 to produce operation
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of "anti-oscillations" described above.
In some remote control applications, the loads placed on the remote control motor are so high and the acceleration and deceleration rates encountered are so large that the voltage across the motor correct for these is not a correct measurement. of its speed, to obtain application control, as well as an anti-oscillatory effect proportional to the speed of variation of the speed of this motor, a tachymeter generator 41 is provided as illustrated in the modification of FIG. 2; generator is driven mechanically by the shaft of the remote control motor 42. In this modification, the remote control motor 42 corresponds to the remote control motor 12 of Figure 1.
The series circuit comprising the secondary winding 43a of the transformer 43, the capacitor 44 and the resistor 45 is connected to the terminals of the tacho generator 41, instead of being connected to the terminals of the remote control motor 42 like the was the corresponding series circuit in the system of figure 1. In other words, the modification of figure 2 is identi- @
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than the system of Figure 1 and its operation is also identical except that the correction of the control is greater because the voltage supplied by the tacho generator 41 is an exact measure of the speed of the remote control motor 42.
Although several embodiments of the invention have been described and shown, it is obvious that one does not wish to be limited to these particular forms given by way of example and without any restrictive character and that consequently all the variants having the same principle and the same object as the arrangements indicated above, would also come within the scope of the invention.