<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements au circuit de commande pour moteurs à courant alternatif "..
La présente invention concerne d'une manière générale un circuit de commande et plus particulièrement un circuit de commande pour un moteur à courant alternatif.
Un but de l'invention est de fournir un circuit de commande nouveau et perfectionné destiné à l'emploi avec une variété de moteurs à courant alternatif et plus particuliè- rement avec des moteurs à induction.
Un autre but est de fournir un circuit de com- mande nouveau et perfectionné pour moteurs à courant alternatif, qui est exempt de commutateurs, de relais et d'autres disposi-
<Desc/Clms Page number 2>
tifs de rupture de circuit dans le circuit de force motrice pour le moteur.
Un autre but est de fournir un circuit de comman- de pour un moteur à induction, qui peut fonctionner pour régler la direction et la vitesse de rotation du moteur et pour main- tenir le fonctionnement du moteur à une vitesse quelconque dé- sirée de la gamme, dans l'un ou l'autre sens de rotation.
Un autre but est de fournir un circuit de comman- de pour un moteur à induction dans lequel le sens et la vitesse de rotation du moteur sont réglés par un petit courant pilote ou de commande, et sans rupture ou autres manipulations physi- ques des circuits de force motrice pour le moteur.
Un autre but est de fournir un circuit de comman- de pour un moteur à induction qui peut être actionné pour ré- gler le sens et la vitesse de rotation du moteur, ce qui effec- tue, lorsqu'on le désire, une accélération ou un ralentissement rapide du moteur et permet le réglage du circuit de commande, à partir d'un état demandant la pleine vitesse du moteur dans une direction jusqu'à un état demandant la pleine vitesse dans la direction opposée sans nécessité d'un arrêt à l'état neutre, pendant qu'on attend que le moteur parvienne a repos et sans formation d'étincelles, ou charges de certaines parties du cir- cuit, ou réactions analogues indésirables.
Un autre but est de fournir un circuit de commande pour un moteur à induction, qui peut être actionné pour régler le sens et la vitesse de rotation du moteur et qui peut en ou- tre fonctionner lors d'un réglage appelant un renversement du sens de la rotation du moteur ou lors d'un réglage appelant une réduction matérielle quelconque de la vitesse de rotation, pour produire immédiatement un contre-couple agissant de manière à ralentir le moteur rapidement quel que soit le sens de rota- tion du moteur.
Un autre but encore consiste à fournir un circuit
<Desc/Clms Page number 3>
de commande pour un moteur à induction qui peut être actionné de manière à régler le sens et la vitesse de rotation du moteur et qui peut en outre être actionné, lors du réglage appelant un renversement du sens de rotation du moteur, de manière à produire instantanément un contre-couple élevé pour le ralentis- sement du moteur jusqu'à une vitesse nulle, et ensuite agissant de manière à accélérer le moteur dans le sens opposé, le cou- ple se réduisant graduellement jusqu'à la valeur requise pour actionner le moteur à une vitesse constante de la valeur deman- dée.
Un autre but encore est de fournir un circuit de commande pour un moteur à induction, pouvant fonctionner à distance et avec un petit courant de commande pour régler le sens et la vitesse de la rotation du moteur.
Un autre but encore est de fournir un circuit de commande pour un moteur à courant alternatif pouvant fonction- ner de manière à régler la vitesse et le sens de rotation du moteur et pouvant fonctionner en outre de manière à amener le mais à être soumis momentanément, moteur à fonctionner normalement à son voltage fixé,/pendant des périodes de renversement ou autres accélérations ou ralen- tissements anormaux, à @ des voltages plus élevés que son voltage fixé.
Un autre but encore est de fournir un circuit pouvant fonctionner en corrélation avec les enroulements appro- priés et une source de force motrice triphasée pour produire tournant un champ magnétique/, de grandeur variable, et de sens de rota- tion variable, sans déconnexion ou autres changements physiques dans les connexions vers les enroulements.
Suivant la présente invention, un circuit pour le réglage de la phase et de la grandeur du courant alternatif fourni à un dispositif actionné par courant alternatif est ca- ractérisé en ce qu'on a prévu une paire de réactances pouvant être saturées, ayant chacune un enroulement de courant alter-
<Desc/Clms Page number 4>
natif relié en série avec chaque ligne d'alimentation en force motrice vers ce dispositif, et un enroulement de commande re- lié électro-magnétiquement à tous les enroulements de courant alternatif, enroulements de courant alternatif qui ont une impédance suffisamment élevée pour empêcher l'application de tout voltage effectif au dispositif,
des moyens pour alimenter cet enroulement de commande de l'une ou l'autre des deux réac- tances pour réduire l'impédance des enroulements de courant alternatif de cette réactance suivant le degré d'excitation, et des moyens de circuit reliant les deux séries d'enroulements de courant alternatif à ce dispositif, de telle manière que la phase de l'alimentation en courant à ce dispositif est comman- dée suivant la série qui porte l'alimentation en courant.
On peut prévoir des moyens produisant un signal principal pouvant être actionnés pour produire des signaux de caractère opposé et de grandeur variable, des moyens associés au dispositif électrique et pouvant être actionnés pour produire des signaux de caractère opposé ayant un rapport relativement au fonctionnement du dispositif à commander, ces moyens étant r.eliés aux moyens de production de signal principal en alimen- tation inverse de manière que,par combinaison des signaux de caractère opposé mentionnés en premier lieu et en second lieu, on fournisse un signal de commande, et des moyens pour l'appli- cation du signal de commande à cet enroulement de commande de l'une ou l'autre des réactances suivant le caractère du signal de commande.
Ces moyens pour l'application du signal de com- mande à l'enroulement de commande approprié, peuvent comprendre une paire de circuits amplificateurs ayant chacun en connexion pour être réglé par eux, un de ces enroulements de commande et disposés de manière à alimenter par un courant continu l'un ou l'autre de ces enroulements de commande suivant le caractère du signal de commande.
<Desc/Clms Page number 5>
D'autres buts et avantages apparaîtront d'après la description suivante faite en corrélation avec les dessins ci-annexés dans lesquels :
La fig. 1 est un type de blocs schématiques montrant un circuit de commande comprenant l'invention.
La fig. 2 est une vue schématique représentant une forme particulière que le circuit de la fig. 1 peut prendre.
La fig. 3 est une vue en élévation d'une réac- tance saturable convenant pour l'emploi dans le circuit de la fig. l.
La fig. 4 est une vue en coupe horizontale de la réactance saturable de la fig. 3.
La fige 5 est une représentation graphique mon- trant le rapport entre le signal de commande et le voltage sur le moteur.
La fig. 6 est une représentation graphique du fonctionnement du circuit avec le circuit manipulé en premier lieu pour appeler une augmentation de vitesse du moteur et en- suite appeler une diminution de vitesse du moteur.
La fig. 7 est une représentation graphique ana- logue à la fig. 6 du fonctionnement du circuit effectuant le renversement du moteur.
La fig. 8 est une représentation graphique d'un couple de vitesse caractéristique d'un moteur à induction triphasé, à rotor enroulé.
La fig. 9 est une représentation graphique d'un couple de vitesse caractéristique d'un moteur à induction tri- phasé, à cage d'écureuil.
Bien que l'invention soit susceptible de diverses variantes et autres constructions, elle est représentée ici et sera décrite plus loin sous une forme de réalisation préfé- rée. Onna toutefois pas l'intention de limiter l'invention à la construction spécifique en question. On a l'intention au
<Desc/Clms Page number 6>
contraire de couvrir toute variante et autres constructions et tous usages et adaptations de l'invention qui entrent dans l'esprit et le cadre de l'invention définis par les revendica- tions annexées.
Aux fins d'explication, l'invention est représen- tée et sera décrite ci-après dans son application à la commande d'un moteur à induction 10 multiphasé, dans l'exemple présent, triphasé, dont la commande de la vitesse et le renversement rapides sont restés longtemps des problèmes qui n'avaient pas été résolus de manière satisfaisante. Bien que le circuit soit exposé ici comme étant appliqué à un moteur à induction triphasé, on ne doit pas avoir'impression que le circuit est utilisable seulement pour.la commande de ce type spécial de moteur. Au contraire, l'emploi du circuit pour la commande d'autres moteurs et d'autres dispositifs électriques possibles apparaîtra facilement aux personnes du métier au cours de la description du cirduit.
Le circuit comprend d'une 'nanière générale des moyens 11 produisant le signal principal, capables de produire des signaux de grandeur variable et de caractère opposé. Action- nés à partir du moteur 10 se trouvent des seconds moyens 12 produisant un signal, de nature telle et couplé au moteur de telle manière qu'ils produisent un signal-pilote ou indiquant un fonctionnement, variant en grandeur avec la vitesse de ro- tation du moteur et produisant des signaux de caractère oppo- sé lors du renversement du sens de rotation du moteur. Ces se- conds moyens produisant un signal sont reliés dans le circuit comme une alimentation inverse d'une manière et pour des buts qui seront tous indiqués ci-après plus en détail.
Dans le cir- cuit se trouvent également deux amplificateurs semblables et parallèles 13 et 14, reliés de manière que l'un fonctionnera seulement en réponse à un signal d'un caractère tandis que l'autre fonctionnera seulement en réponse à un signal de
<Desc/Clms Page number 7>
caractère opposé . Une paire de réactances saturables 15 et 16 complète le circuit, et avec les amplificateurs 13 et 14 constituent une caractéristique importante de l'invention. Ces réactances ont certaines de leurs bobines reliées dans les con- ducteurs de force motrice vers le moteur 10 tandis que d'au- tres bobines sont reliées aux amplificateurs 13 et 14.
Tandis que,pour des buts de description détaillée ultérieure, le cir- cuit a été qcindé en moyens 11 produisant un signal, en des amplificateurs 13 et 14 et en des réactances saturables 15 et 16, il apparaît facilement que ces différentes unités peuvent être considérées comme un seul amplificateur très grand, trans- formant de petits signaux en courants et voltages appropriés pour le fonctionnement du moteur.
D'une manière générale, les réactances satura- bles sont efficaces sans interruption du circuit de force mo- trice vers le moteur en réponse à un signal résultant de la combinaison du signal principal et du signal-pilote ou indi- quant un fonctionnement, pour commander le voltage appliqué au moteur de manière à obtenir le fonctionnement du moteur aux différentes vitesses désirées, et pour commander la succession de phase du voltage appliqué, de manière à régler le sens de rotation du moteur.
Pour que le signal auquel les réactances saturables répondent, appelé ci-après "signal de commande", puisse fonctionner automatiquement et pour provoquer rapidement et avec précision et maintenir le fonctionnement désiré du moteur, la grandeur dm signal principal est dans une relation définie par rapport à la vitesse du moteur et le caractère de signal principal est en relation par rapport au sens de rota- tion du moteur. Le signal-pilote amène une relation semblable en grandeur et en caractère, respectivement par rapport à la vitesse et à la direction de rotation du moteur, le signal résultant ou de commande, dans le fonctionnement à l'état sta- ble du circuit, étant proportionnel au couple requis pour ac-
<Desc/Clms Page number 8>
tionner le moteur à la vitesse nécessaire pour le réglage dès moyens de signal principaux.
Le terme "proportionnel" est em- ployé ici dans le sens large, opposé à "inversement proportion- nel" et n'est pas destiné à signifier une proportionnalité directe ou même en ligne droite. La fig. 5 est mentionnée com- me indiquant la proportionnalité. Pendant les périodes de chan- gement, telles que le changement nécessaire de la vitesse de rotation du moteur ou du sens de rotation, le signal de com- mande ne restera pas proportionnel au couple requis pour ac- tionner le moteur à la vitesse requise mais indiquera des cou- ples plus élevés ou même des contre-couples, de manière à ef- fectuer le réglage aussi rapidement que possible.
Si on considère les choses d'une manière plus particulière, il apparaîtra clairement au cours de la descrip- tion que lorsque le signal des moyens 11, produisant le signal principal, est nul, le moteur 10 sera au repos et que lorsque le signal augmente, la vitesse du moteur sera augmentée, et de qu'il y aura/plus des vitesses définies pour des valeurs de signal variées, le sens de rotation du moteur étant déterminé par le caractère du signal.
Il apparaîtra également clairement que cette vitesse du moteur pour n'importe quelle valeur de signal principal donnée, est, par combinaison du signal-pilote avec le signal principal, sensiblement maintenue, quelle que soit la charge sur le moteur, si on suppose évidemment que cet- te charge se truve dans la capacité du moteur, le couple du moteur variant automatiquement de manière à produire exacte- ment le couple nécessaire pour maintenir la vitesse donnée, tandis qu'il porte la charge appliquée. L'accélération rapide et en particulier le ralentissement du moteur sont obtenus, le circuit fonctionnant de manière à amener un contre-couple à être produit dans le moteur, pendant certaines périodes de ralentissement du moteur.
Si on s'occupe à présent du circuit plus détail-
<Desc/Clms Page number 9>
lé exposé comme exemple à la fig. 2, les moyens Il produisant le signal principal sont représentés ici comme moyens produi- sant un signal de courant continu pouvant être actionné pour produire un signal positif ou négatif. Ces moyens produisant un courant continu peuvent, comme ici, prendre la forme d'une batterie 17 ayant ses bornes terminales interconnectées par une résistance 18 faisant partie d'un potentiomètre 19 ayant un contact réglable 20. Les moyens 12 produisant le signal-pi- lote ou indiquant le fonctionnement sont un générateur de cou- rant continu proportionnel à la vitesse de rotation du moteur 10.
Le générateur 12 est choisi et calibré de manière à pro- duire un voltage sensiblement égal, en grandeur, au voltage du signal principal pour des vitesses données de rotation du moteur. Une borne du générateur 12 est reliée par un conducteur 21 au contadt réglable 20 du potentiomètre 19, tandis que l'au- tre borne du générateur est reliée par un conducteur 22 à une borne terminale B d'une paire de résistances 24 et 25 reliées en série et ayant leur autre borne terminale A reliée par un conducteur. 27 au point milieu de la batterie 17.
Le générateur 12 est connecté de telle façon que,lorsque le contact 20 est réglé de manière à produire un signal positif à partir de la batterie 17, le générateur, étant actionné dans la direction requise par ce signal positif, produira un signal opposé au signal principal et,inversement, lorsque la batterie produit un signal négatif, le générateur 12, étant actionné dans la direction nécessaire par ce signal négatif, produira de nou- veau un signal de polarité opposée au signal principal.
Les signaux de commande résultant de la combi- naison du signal principal et du signal-pilote sont amplifiés par les amplficateurs 13 et 14 qui sont reliés en parallèle et peuvent être actionnés, l'un pour répondre seulement à un signal d'un caractère, ici un signal positif, l'autre pour répondre seulement à un signal du caractère opposé, ici un si-
<Desc/Clms Page number 10>
ae gnal négatif. Tandis que/nombreux amplificateurs variant en détails de construction peuvent être employés pour réaliser ce but, on a représenté en détails à la fig. 2, aux fins d'explication complète, une paire d'amplificateurs reliés en parallèle, fonctionnant comme on l'a décrit d'une manière géné- rale plus haut.
Chaque amplificateur comprend trois tubes é- lectroniques 30,31, 32 et 33, 34, 35 respectivement, disposés de manière à former deux étages d'amplification 36 et 37 et un étage de débit de courant 38. Les tubes 30, 31, 33 et 34 sont des tubes standard à vide, à cinq éléments,connus dans le commerce sous le n 1852, chacun ayant une anode ou une plaque 39, une cathode 40, une grille de commande 4l et deux grilles-écrans 42 et 43. Les tubes 32 et 35 sont chacun des tubes à trois éléments connus dans le commerce sous le n 2A3, ayant chacun une anode ou une plaque 44, une cathode 45 et une grille 46. Les cathodes des tubes sont chauffées de la manière habituelle par des moyens non représentés ici.
Les grilles de commande 4l des tubes 30 et 33 sont reliées par des conducteurs 47 et 48 respectivement aux bornes terminales A et B du diviseur de voltage formé par les résistances 24 et 25.
Les cathodes 40 des tubes 30 et 33 sont reliées par des résis- tandes appropriées 49 à un point commun 50, point qui est relié à la borne commune des résistances 24 et 25 par un con- ducteur 51. Le potentiel de plaque est fourni par des moyens appropriés représentés ici sous la forme d'une batterie 53, reliée de la manière bien connue pour former des circuits de plaque 54.Chaque circuit de plaque comprend ici une résistance variable 55, avec la grille-écran 42 comprenant dans sa liai- son au circuit de plaque une résistance 56.
Les seconds étages d'amplification 37 de chaque amplificateur sont identiques aux premiers. Il suffit de dire donc que ces étages sont couplés aux premiers étages 36 au moyen d'un diviseur de voltage composé de résistances 57 et
<Desc/Clms Page number 11>
58, reliées entre les circuits de plaque des premiers étages aux points C et D. Comme dans les premiers étages, la grille de commande du tube 31 est reliée par un conducteur 59 à la borne terminale de la résistance 57, tandis que la grille de commande du tube 34 est reliée par un conducteur 60 à la borne terminale de la résistance 58. Les circuits de plaque des se- conds étages d'amplification fournissent des points comparables aux points C et D des premiers étages, et pour la référence ils sont désignés par F et G respectivement.
Les grilles 46 des tubes 32 et 35 sont reliées par les conducteurs 61 et 62 respectivement aux points F et G.
Le circuit de grille pour les tubes 32 et 35 comprend des moyens appropriés 63 sollicitant la grille, communs aux deux tubes et un potentiel de plaque pour les tubes est prévu par des moyens appropriés 64, communs aux circuits de plaque 65 et 66 des tu- bes 32 et 35. Les moyens 63 et 64 sont de nouveau représentés à titre d'exemple sous la forme de batteries.
Chaque tube 30, 31, 33 et 34 est sollicité ici de manière critique pour répondre aux signaux négatifs seule- ment. Cela signifie ainsi qu'un changement du voltage de grille à partir du voltage de sollicitation dans un sens positif pro- voque seulement une très légère augmentation de l'écoulement du courant, tandis qu'un changement du voltage de grille dans une direction négative à partir du voltage de sollicitation amène une diminution forte et proportionnelle de l'écoulement du courant. La sollicitation des tubes 30, 31, 33 et 34 de cette manière n'est pas essentielle au fonctionnement du cir- cuit, mais est désirable au point de vue de la protection des tubes aux grands potentiels de grille positifs.
Les tubes 32 et 35 5' d'autre part sont sollicités normalement pour couper, et fonctionnent lorsque le potentiel de grille s'élève au-des- sus de la valeur d'ouverture.
Si on laisse de c8té pour l'instant le signal
<Desc/Clms Page number 12>
produit par le générateur de signal-pilote 12, on verra d'après ce qui précède que si les moyens 11 de production de signal de manière principal sont mis dans leurs positions neutres, c'est-à-dire 7 à ne produire ni un signal positif ni un signal négatif, les tubes 32 et 35 ne seront pas en fonctionnement. Comme on l'a indiqué plus haut, les tubes 32 et 35 sont normalement solli- cités à l'ouverture.
Si alors les moyens produisant le signal principal n'appliquent aucun signal, il n'y aura pas de chan- gement dans le fonctionnement des tubes 30 et 33, et ainsi les potentiels aux points C et D resteront les mêmes et équilibrés, ce qui a pour résultat qu'il n'y a pas de changement dans le - fonctionnement des tubes 31 et 34, et ainsi aucun changement dans la sollicitation normale des tubes 32 et 35.
Si on suppo- se toutefois que les moyens produisant le signal principal sont réglés de manière à produire un signal propre à amener le potentiel de la borne A à être élevé et le potentiel de la borne B à être abaissé, lequel réglage des moyens produisant un signal principal sera considéré ici comme produisant un si- gnal positif, un courant de plaque sera obtenu à partir du tube 32, qui est proportionnel à la grandeur du signal produit par les moyens produisant le signal principal.
Le circuit fonctionne de la manière suivante: avec la borne A élevée au point de vue du potentiel, il y au- ra une augmentation dans l'écoulement du courant à travers le circuit de plaque du tube 30. Celle-ci toutefois, à cause de la manière suivant,- laquelle le tube est sollicité, sera, comme on l'a déjà indiqué, une augmentation très légère seulement.
Cette légère augmentation du courant de plaque abaissera légè- rement le potentiel du point C. Le potentiel de grille du tube 33 a cependant diminué, diminution qui provoque une dimi- nution sensible du courant de plaque du tube 33. Avec cette diminution importante du courant de plaque, le potentiel au point D augmente. Cette différence de potentiel entre les points
<Desc/Clms Page number 13>
C et D, étant appliquée comme elle est en travers du diviseur de voltage formé par les résistances 57 et 58, a pour résultat une augmentation du potentiel de grille du tube 34 et une di- minution du potentiel de grille du tube 31. Comme précédemment, une augmentation du potentiel de grille du tube 34 augmentera seulement légèrement son courant de plaque, ce qui abaisse lé- gèrement le potentiel au point G.
Cela maintiendra donc le potentiel de la grille 46 du tube 35 sous sa valeur dbuverture et maintiendra donc le tube 35 ouvert. Au contraire, la dimi- nution du potentiel de la grille de commande du tube 31 dimi- nuera sensiblement le courant de plaque dans ce tube, ce qui augmente sensiblement le potentiel du point F. Cette augmenta- tion du potentiel du point F augmente le potentiel de la grille 46 du tube 32, ce qui provoque l'écoulement d'un courant de plaque proportionnel au signal appliqué aux tubes 30 et 33.
Si les moyens 11 produisant le signal principal sont réglés à présent dans la direction opposée à partir de leur position neutre, ce qui pour la facilité sera appelé si- gnal négatif, la borne ou le point B aura alors son potentiel élevé tandis que la berne ou le point A aura son potentiel abaissé. Le fonctionnement sera donc exactement l'inverse de celui décrit plus haut, avec le tube 32 restant ouvert et a- vec le tube 35 ayant un courant de plaque proportionnel au signal.
Lorsque le signal produit par les moyens 12 pro- duisant le signal-pilote est considéré et n'est plus laissé de côté comme dans la description précédente, la grandeur du signal résultant ou signal de commande appliqué aux résistan- ces 24 et 25 variera évidemment par rapport à celle produite par les moyens actionnant le signal principal 11 et le signal peut même avoir le caractère changé, c'est-à-dire de positif à négatif et vice-versa, suivant le caractère et la grandeur du signal-pilote. Toutefois, le fonctionnement de l'amplifica-
<Desc/Clms Page number 14>
teur sera le même et produira le fonctionnement du tube 32 lorsque le signal résultant ou de commande est positif et ame- nant le fonctionnement du tube 35 lorsque le signal résultant ou de commande -est négatif, comme on l'a défini' plus haut.
La grandeur du courant de plaque de chaque tube 32 ou 35 varie- ra évidemment avec la grandeur du signal résultant ou de com- mande.
Ce petit circuit de commande est utilisé ici pour régler le sens et la vitesse de rotation d'un moteur à courant alternatif sans interruption du circuit de force mo- trice pour le moteur et, en fait, sans changement mécanique ou réglable dm circuit de force motrice pour le moteur ou les éléments contenus dans celui-ci. Ceci est réalisé par l'emploi d'une paire de réactances saturables 15 et 16 mentionnées d'une manière générale plus haut. Les réactances saturables ont la même construction, avec la réactance 15 composée de trois enroulements à courant alternatif 67, 68 et 69, chacun enroulé en réalité sur une branche séparée d'un noyau en fer, et un enroulement 70 à courant continu, enroulé en réalité sur une branche d'un noyau commun à tous les enroulements à cou- rant alternatif.
De même, la réactance 16 a trois enroulements à courant alternatif 71, 72 et 73 et un enroulement à courant continu 74.
Pour une meilleure compréhension du circuit ma- gnétique des réactances saturables, une seule réactance a été représentée aux figs. 3 et 4. Comme on le voit le mieux à la fig. 4, le circuit magnétique de la réactance est composé de trois noyaux 76, 77 et 78 disposés sous un angle de 120 , l'un par rapport à l'autre, et avec chaque noyau divisé de manière à former deux branches parallèles. Un enroulement à courant alternatif est enroulé sur la branche externe de chaque noyau tandis que l'enroulement à courant continu commun entoure les trois branches internes des noyaux. L'état approprié des réac-
<Desc/Clms Page number 15>
tances saturables consiste en ce qu'aucun flux de courant al- ternatif n'est relié à la bobine à courant continu en produi- sant un voltage dahs celle-ci.
Vu que,dans la plupart des cas, le courant dans les trois bobines à courant alternatif sera égal mais de phase différente, les flux de courant alternatif dans les branches des noyaux communes à la bobine de courant continu s'opposeront et seront par conséquent égaux à zéro.
On notera toutefois qu'il peut être nécessaire dans certains cas d'employer des réactances saturables de construction plus compliquée, dans laquelle par exemple les courants dans les trois bobines à courant alternatif ne sont pas égaux.
Les bobines à courant alternatif des réactances saturables sont reliées dans le circuit de force motrice du moteur 10, qui,comme on l'a indiqué, est un moteur à induction triphasé. L'enroulement 67 est relié entre un fil de ligne L1 et une borne T1 du moteur 10. De même, l'enroulement 68 est relié entre un fil de ligne L2 et une borne T2, tandis que l'enroulement 69 est relié entre un fil de ligne L3 et une borne T3 du moteur. L'enroulement 71 de la réactance saturable 16 est également relié entre le fil de ligne Ll et la bonne Tl. Les enroulements 72 et 73 sont cependant inversés par rap- port aux enroulements 68 et 69, avec l'enroulement 72 relié entre le fil de ligne L2 et la borne T3, et avec l'enroulement 73 relié entre le fil de ligne L3 et la borne T2.
L'enroulement 70 à courant continu de la réac- tance 15 est relié en série dans le circuit de plaque 65 du tube 32, tandis que l'enroulement 74 à courant continu de la réactance 16 est relié en série dans le circuit de plaque 66 du tube 35. Les enroulements à courant alternatif de chaque réactance ont,dans les conditions normales, une impédance si élevée que sensiblement la chute de voltage entière se présen- te en travers des enroulements, de sorte que le voltage appli- qué au moteur est insuffisant pour actionner celui-ci. Avec
<Desc/Clms Page number 16>
un écoulement de courant dans l'enroulement à courant continu, l'impédance des enroulements à courant alternatif est cepandant abaissée de manière à permettre au voltage de ligne d'être appliqué au moteur.
Donc, suivant l'enroulement à courant con- tinu 70 et 74 qui est parcouru par le courant, le moteur sera sous la commande de l'une ou l'autre des réactances, et aura ainsi sa direction de rotation déterminée, tandis que sa vites- se de rotation sera déterminée par la grandeur du courant cir- culant dans l'enroulement à courant continu. Plus particuliè- rement, comme l'un ou l'autre des enroulements 70 et 74 est parcouru par un courant, le noyau de cette réactance deviendra progressivement plus saturé lorsque le courant augmente et ré- duira donc 1(impédance des enroulements à courant alternatif, ce qui permet l'application au moteur d'une partie de plus en plus grande du voltage de ligne.
Le noyau de la réactance, dont l'enroulement à courant continu n'est pas parcouru par le courant, ne modifiera naturellement pas l'impédance de ses enroulements à courant alternatif et continuera donc à empêcher le voltage de la ligne d'être appliqué au moteur. Il n'y a par conséquent aucune dilution ni aucune application simulta- née au moteur de voltages de succession de phase différente.
Ainsi, lorsque la succession de phase du voltage appliqué est modifiée par l'excitation de l'un ou l'autre des enroulements de courant continu et lorsque la grandeur du voltage appliqué est commandée par la grandeur du courant circulant dans l'en- roulement à courant continu excité, le moteur fonctionnera dans un sens ou dans l'autre, suivant celui des enroulements à cou- rant continu qui est excité et la vitesse de rotation pour une charge donnée sefa en rapport de la grandeur du courant dans l'enroulement à courant continu, au moins dans certaines limites.
Il est à remarquer que le circuit de force mo- trice pour le moteur n'est coupé à aucun moment, même pour le
<Desc/Clms Page number 17>
renversement de marche du moteur, qu'on a éliminé tous les commutateurs qu'ils soient manuels, actionnés par des solénol- des ou parties de relais, tous les rhéostats ou autres éléments réglables mécaniquement et qu'il n'y a pas de relation directe entre le circuit de force motrice pour le moteur et le cirnuit de commande proprement dit, et que le moteur peut être commandé par un petit courant d'un point situé à distance.
Comme on l'a indiqué d'une manière générale, le circuit est complété par des moyens 12 produisant un signal- pilote ou indiquant le fonctionnement. Ces moyens produisant le signal-pilote, comme on l'a indiqué plus haut, consistent en un générateur de courant continu et sont couplés mécanique- ment au moteur 10 par des moyens représentés en 75, qui doivent être actionnés à des vitesses proportionnelles à la vitesse de rotation du moteur. Le générateur à son tour produit un voltage de courant continu ou un signal proportionnel à la vi- tesse de rotation du générateur et ainsi un signal proportion- nel à la vitesse angulaire du moteur 10.
Le voltage du signal ainsi produit est calibré ici de manière à être sensiblement égal au voltage d'un signal produit par les moyens 11 produi- sant le signal principal, lorsque ceux-ci sont réglés à une - position correspondant à une vitesse donnée du moteur 10. Le générateur 12 est ensuite relié inversement dans le circuit aux moyens 11 produisant le signal principal, de manière que la différence entre le signal principal et le signal-pilote soit une indication du couple instantané requis pour maintenir le fonctionnement du moteur à la vitesse exigée par le signal- principal, quelle que soit la charge du moteur.
Il est évidemment essentiel, pour tout circuit de commande de moteur, d'être certain qu'il maintienne le fonc- tionnement du moteur à la vitesse exigée par le réglage des moyens 11 produisant le signal principal, et que rapidement et sans recherche, il réajuste la vitesse du moteur à la nou-
<Desc/Clms Page number 18>
velle vitesse exigée par un changement dans le réglage du moyen produisant le signal principal.
Le circuit ici décrit est extrêmement efficace sous ee rapport, parce que l'alimentation inverse fonctionne pour ajouter de la stabilité non seulement grâce au principe même d'une telle alimentation inverse, mais aussi parce qu'ici, à cause de la nature des amplificateurs et des réactances saturables, elle coopère de façon unique avec cet amplificateur et les réactances saturables pour pro- duire les contre-couples en vue d'effectuer rapidement et de façon positive une réduction dans la vitesse du moteur ou un renversement du sens de rotation du moteur, ou bien encore elle maintient constante la vitesse du moteur dans le cas de variations de charge.
Comme la grandeur du voltage appliqué au moteur et en particulier comme la succession de phase de celui- ci est modifiée rapidement avec la vitesse du phénomène élec- trique, sans le retardement de la commande produit par la pré- sence de dispositifs mécaniques ou partiellement mécaniques et avec des moyens d'amplification repondant aux signaux de caractère opposé, les moyens 12 produisant le signal-pilote ne sont pas limités ici à une simple réduction du signal prin- cipal comme cela est habituellement le cas.
Au contraire, le signal inverse des moyens 12 de production est utilisé,- pleine- ment ici et est efficace ici lorsqu'il excède la grandeur du signal principal pour produire un contre-couple en vue d'ef- fectuer un réglage rapide de la vitesse du moteur à la vitesse désirée ou exigée, quelle que soit la cause qui peut avoir né- cessité le réglage de vitesse. La manière suivant laquelle ces contre-couples sont produits ici et la manière suivant laquelle ils sont utilisés pour produire la stabilité du cir- cuit, couplés avec des réglages rapides et positifs aux nouvel- les vitesses du moteur, seront exposées et mieux comprises d'après la description du fonctionnement du circuit, qui suit.
Il est désirable, comme on l'a déjà indiqué, que
<Desc/Clms Page number 19>
la grandeur du signal produit par les moyens 12, à une vitesse donnée du moteur, soit sensiblement égale à la grandeur du signal produit par les moyens 11 produisant le signal principal, lorsqu'il est réglé pour appeler cette vitesse particulière du moteur de façon que la vitesse du moteur soit déterminée prin- cipalement par le signal des moyens produisant le signal prin- cipal et soit comparativement indépendant de la charge qui se trouve sur le moteur.
C'est pourquoi, il est en outre essen- tiel que les amplificateurs 13 et 14 soient hautement sensibles de manière à répondre au petit signal de commande résultant de la différence entre deux signaux sensiblement égaux et que les amplificateurs soient également capables de produire un courant continu de grandeur comparativement élevée requis pour actionner les réactances saturables. On comprendra que les amplificateurs compris ici sont représentés seulement à titre d'exemple et que le débit de ces amplificateurs peut être a- grandi par l'incorporation d'étages d'amplification supplémen- taires qui peuvent être exigés, ou bien que des amplificateurs de différentes autres constructions pourraient être employés.
Avec les voltages de signal-pilote directement proportionnels à la vitesse angulaire du moteur, avec le signal de commande se trouvant en relation par rapport au couple et à l'accélération et avec le système répondant à des changements très légers dans le signal de commande, il n'y aura pas de dé- passement de marche car les réactions électriques sont suffi- samment plus rapides que les changements mécaniques pour com- penser immédiatement ces changements, même pendant qu'ils sont encore en développement, et par-dessus tout, le rapport entre le signal de commande et le couple et l'accélération requis aura pour résultat que le moteur est toujours amené à vitesse et ne sera pas amené à un dépassement de marche.
De plus, quel- le que soit la variation de charge, le système maintient tou- jours le moteur en fonctionnement à la vitesse exigée, moins
<Desc/Clms Page number 20>
naturellement le très petit accroissement de vitesse nécessai- re pour produire le signal de commande. Le système s'adaptera aussi très rapidement des changements, soit dans la vitesse exigée, soit dans le sens de rotation du moteur ou dans la charge du moteur. Cette adaptation rapide est facilitée par les renversements de couple qui ont lieu dans certaines condi- tions, et par la possibilité d'application momentanée au moteur de voltages dépassant de beaucoup le voltage estimé du moteur, comme cela va être décrit.
On obtiendra le mieux la compréhension de ces avantages et de la manière de fonctionnement du circuit de com- mande si on considère la représentation graphique des figs.
5, 6 et 7 et les conditions qui y sont dessinées. On supposera que le moteur 10 est un moteur de 220 volts mais qui est en connexion pour recevoir sa puissance d'une source à 440 volts, condition qui est rendue possible par le présent circuit et qui est un des avantages importants de ce circuit. On suppose- ra en outre que lorsque le signal principal est tel qu'on l'a désigné arbitrairement comme "positif", la rotation du moteur dans la direction vers l'avant est exigée, et que lorsque le signal principal est négatif, la rotation du moteur en sens inverse est exigée.
De même on considérera comme positifs des couples tendant à actionner le moteur dans la direction vers l'avant, et comme négatifs des couples tendant à actionner le moteur en sens inverse, et que les signaux-pilotes produits lorsque.le moteur fonctionne dans la direction vers l'avant sont positifs, et qu'ils sont négatifs lorsque le moteur fonc- tionne en sens inverse. L'accélération sera toujours traitée, comme elle l'est en réalité, comme dérivant de la vitesse de rotation indépendamment du sens de rotation du moteur.
La courbe des figs. 6 et 7 représentant le signal principal sera désignée par la lettre de référence S, la courbe représentant le signal .pilote par la lettre P, la courbe représentant le
<Desc/Clms Page number 21>
signal résultant ou de commande par les lettres CS (celles-ci pour plus de clarté ont été dessinées à une échelle différente de celles de S et P), la courbe représentant le couple du moteur par la lettre Tm, et la courbe représentant l'accélé- ration par la lettre a. Si l'on suppose également que la charge du moteur est constante et est représentée par la ligne droite Lt, et que le moteur fonctionne à une vitesse moindre que sa pleine vitesse, on comprendra que les graphiques des figs.
5, 6 et 7 représentent seulement le fonctionnement et ne repré- sentent pas et ne doivent pas être pris comme des valeurs tracées réelles dérivées des essais réalisés dans le système de commande.
On supposera en outre, dans le but de la discus- sion du fonctionnement, laquelle suit immédiatement, que le moteur 10 est un moteur à rotor enroulé et qu'une résistance suffisante a été introduite de façon que la courbe de vitesse de couple du moteur a seulement une direction d'inclinaison comme la courbe représentée à la fig. 8, en d'autres termes pour produire un état dans lequel la courbe de vitesse-couple n'a pas de point d'inversion et assure donc le fonctionnement du moteur dans ce qui est normalement considéré comme la par- tie stable de la courbe.
Ceci est mentionné ici pour qu'on puisse apprécier la prise en considération du fait que des mo- teurs à induction triphasés possèdent réellement des cabacté- ristiques vitesse-couple instables et que dans le cas de mo- teurs en cage d'écureuil, il n'est pas possible d'ajouter des résistances dans le but de modifier cette caractéristique.
Avant de procéder à la discussion du fonctionne- ment ayant lieu au moment de changements nécessaires dans le fonctionnement du moteur, savoir une augmentation de vitesse, une diminution de vitesse et un renversement du sens de rotation du moteur, et à la discussion du fonctionnement résultant de changement dans la charge du moteur, la vitesse exigée restant
<Desc/Clms Page number 22>
constante, on estime convenable de considérer brièvement le rapport entre le signal de commande et le voltage appliqué au moteur. On comprendra d'après la description précédente que, lorsque le signal de commande est nul, il n'y a pas de voltage ou au moins pas de voltage important ou effectif appliqué au moteur.
Lorsque le signal de commande augmente, soit comme signal positif, soit comme signal négatif, du courant s'écou- lera dans la bobine à courant continu d'une des réactances, ce qui réduit l'impédance des bobines à courant alternatif de cette réactance et provoque l'application au moteur d'un vol- tage. Comme on le voit le mieux d'après la fig. 5, le voltage appliqué au moteur augmente très rapidement pour de petites augmentations du signal de commande, ce qui amène le plein voltage estimé du moteur, dans le cas présent 220 volts, à être appliqué pour cette valeur du signal de commande requise pour amener le moteur à fonctionner à la vitesse maximum estimée du moteur et à la charge maximum estimée du moteur, valeur de signal de commande qui est éventuellement comparativement petite.
Lorsque le signal de commande augmente au-dessus de la valeur indiquée, le voltage appliqué au moteur continue à s'élever rapidement jusqu'à ce que le plein voltage de la ligne soit sensiblement appliqué, moment auquel d'autres augmentations de signal de commande ne produisent pas d'autres augmentations dans le voltage appliqué, vu qu'elles ont déjà amené l'applica- tion du voltage de ligne maximum qu'on peut obtenir. Donc,entre le signal de commande nul et le signal de commande amenant 1' application du plein voltage de ligne au moteur, le voltage ap- pliqué au moteur est proportionnel au signal de commaade, bien que les changements au voltage appliqué soient grands pour des changements très petits dans le signal de commande.
Ce change- ment proportionnel, bien que rapide dansle voltage appliqué au moteur, produit une approximation progressive désirable vers le voltage nul et de là, vers le couple nul. En même temps, on
<Desc/Clms Page number 23>
verra que le ci-rouit prévoit l'application des 440 volts pleins pendant les valeurs de signal de commande dépassant marne légè- rement la valeur produisant les 20 volts sur le moteur, ce qui donne un couple ajouté pour effectuer rapidement l'accélération, le ralentissement et le renversement de marche, et entrant en jeu avec n'importe quels changements dépassant les petites va- riations de vitesse du moteur ou de charge sur le moteur.
Il est reconnu que le fonctionnement du moteur 10 à partir d'une source ayant un voltage plus élevé que le voltage estimé du moteur entraîne certains inconvénients par l'élévation des frais d'équipement et de fonctionnement. On estime toutefois que ces inconvénients sont plus que compensés par l'accéléra- tion rapide, le ralentissement rapide et le renversement rapide obtenus.
Dans les graphiques des figs. 6 et 7, l'axe des abscisses représente le temps, tandis que l'axe des ordonnées représente les unités appropriées de mesure des différentes quantités représentées par les courbes. La partie du graphique de la fig.6, à l'extrême gauche, représente le fonctionnement à l'état stable du système à une vitesse quelconque du moteur dans une direction vers l'avant moindre que la pleine vitesse.
Pour cet état, l'accélération est nulle, le couple du moteur est égal au couple de la charge, le signal principal a une va- leur correspondant à la vitesse désirée du moteur et le signal- pilote est exaotement suffisamment moindre que le signal prin- cipal pour que le signal de commande soit obligé de produire un couple suffisant pour maintenir la vitesse du moteur à la charge donnée. Si les moyens 11 produisant le signal principal sont alors réglés pour le fonctionnement exigé du moteur dans une direction vers l'avant à une vitesse accrue, le signal prinoi- pal augmentera en valeur jusqu'au niveau 80 de la courbe S.
On produira immédiatement un signal de commande de valeur grandement augmentée, s'élevant brusquement jusqu'à la pointe
<Desc/Clms Page number 24>
indiquée en 81 sur la courbe CS. Il est à remarquer que le graphique représente le signal appliqué aux points A,B et non le débit très fortement amplifié des amplificateurs 13 et 14.
Cette augmentation dans le signal de commande augmentera, sui- vant sa grandeur, le voltage sur le moteur, éventuellement en augmentant même le voltage jusqu'au maximum de 440 volts.
Pour autant que le couple d'un moteur électrique soit propor- tionnel au carré du voltage, il apparattra clairement que, même si l'accroissement de voltage du moteur peut être moindre que la quantité maximum, il se produira momentanément un grand couple tendant à accélérer le moteur dans une direction vers l'avant. Cette augmentation de couple est représentée en 82 à la courbe Tm. Avec cette augmentation importante dans le couple, il y aura évidemment une accélération très rapide, comme on l'a indiqué par l'augmentation rapide de la courbe d'accélération a atteignant une pointe au point 83.
Lorsque le moteur s'accélère, le signal-pilote augmentera également en valeur (voir courbe P) et réduira graduellement la diffé- rence entre lui et le signal principal jusqu'à ce qu'en un point tel que 84, le signal de oommande ait de nouveau une valeur telle qu'il provoque la production d'un couple exacte- ment suffisant pour actionner le moteur à la vitesse nouvelle.
Au. point correspondant au point 84 de la courbe P, la courbe CS s'aplatit évidemment pour devenir horizontale , et de même, la courbe de couple et la courbe d'accélération s'aplatiront et deviendront horizontales. La courbe d'accélération se trou- vera à partir du point 85 sous l'axe de zéro, la courbe Tm sera exactement un peu plus élevée qu'elle n'avait été à cause du couple supplémentaire requis pour surmonter la frottement accru,et la torsion et les autres oouples résistants créés par la vitesse aocrue du moteur, et la courbe du signal de commande sera également légèrement plus élevée en valeur.
L'exemple précédent illustre le fonctionnement
<Desc/Clms Page number 25>
dans le cas le plus simple pour le changement entraîné unique- ment par une augmentation de la vitesse du moteur ne nécessi- tant aucun ralentissement et maintenant donc positifs tous les signaux, couples et analogues. On supposera toutefois que les moyens 11 produisant le signal principal sont de nouveau réglés pour provoquer le fonctionnement du moteur à la même vitesse que précédemment. Il en résulte que la courbe S, représentant le signal principal, tombera brusquement au point 86.
Le mo- teur ne peut évidemment pas ralentir aussi rapidement que se fait le réglage des moyens produisant le signal principal et par conséquent un contre-couple tendant à favoriser le ralen- tissement du moteur sera obtenu comme on le voit facilement à la fig. 6, et comme cela va être décrit actuellement. Lorsque le signal principal S diminue de sa valeur représentée au point 87 jusqu'à sa valeur dernière au point 86, les différences dans le signal principal et les signaux-pilotes diminuent jusqu' à ce que soit atteint le point 88 où le signal principal est égal au signal-pilote P. Pendant cet intervalle, le voltage du moteur a évidemment diminué rapidement, et par conséquent, le couple a été en diminuant et le moteur s'est ralenti par suite de la charge appliquée. Momentanément, il n'y a évidemment aucun voltage du tout sur le moteur.
Comme le voltage du si- gnal principal continue sa chute du point 88 au point 86, il a une valeur moindre que le signal-pilote et, par conséquent, il y a de nouveau une augmentation de la différence entre les deux signaux, c'est-à-dire du signal du commande, mais, alors que le signal de commande était positif, il est actuellement négatif et atteint une valeur négative représentée en 89.(Bien que le signal-pilote produit pendant la rotation vers l'avant soit considéré uomme positif, il faut se rappeler que le géné- rateur de signal-pilote est en connexion inverse.) Ce renverse- ment dans le signal de commande est ici utilisable dans la plus
<Desc/Clms Page number 26>
plus grande mesure possible à cause de la disposition des ré- actances saturables pour la commande directe du moteur.
Les réaotances,étant entièrement electriques dans leur fonctionne- ment et exemptes de toutes pièces mécaniques dans la commande du voltage appliqué au moteur, sont capables de répondre instan- tanément à ces renversements du signal de commande. Avec ce renversement dans le signal de commande, l'autre réactance prend la commande et, par conséquent, il y a également un ren- versement dans le couple développé dans le moteur. Ce couple est actuellement un contre-couple aidant le ralentissement du moteur et atteint une valeur maximum représentée en 90 au mo- ment de la valeur maximum du signal de commande.
De même, la courbe a représente maintenant le ralentissement et est donc négative, atteignant un point maximum en 91 et diminuant en- suite de plus en plus jusqu'à ce qu'elle atteigne zéro, point où le moteur a été finalement réduit à la vitesse moindre désirée.
Avec le contre-couple aidant maintenant le couple de charge à ralentir le moteur, un ralentissement rapide est effectué et avec ce ralentissement le signal-pilote diminue rapidement et, ce faisant, il traverse la courbe S représentant le signal principal au point 92, où les deux signaux sont de nouveau reliés. Il n'y a actuellement pas de contre-couple, mais le couple de charge continue évidemment à ralentir le moteur et le signal-pilote tombe par conséquent en dessous du signal principal en valeùr, et il y a donc un second renversement dans la nature du signal de commande et également du couple du moteur. Le signal de commande est maintenant à nouveau positif et le couple du moteur est positif et reprendra donc l'acti on- nement du moteur en prenant graduellement la charge pour ac- tionner le moteur à la vitesse exigée.
Les valeurs du signal principal et du signal-pilote et la différence entre les deux ou du signal de commande et du couple-moteur sont maintenant toutes identiques, comme elles le sont à l'extrême gauche du
<Desc/Clms Page number 27>
graphique.
La fig.7 représente le fonctionnement lors d'un ré- glage des moyens 11 produisant le signal principal exigeant une inversion dans la direction de rotation du moteur, depuis une vitesse dans le/direction vers l'avant jusqu'à la même vitesse dans la direotion inverse. Dans ces conditions, le voltage de signal principal changera depuis la valeur indiquée en 93 jusqu'à la valeur indiquée en 94. La grandeur du signal aux points 93 et 94 est la même, mais a un caractère ou un signe opposé.
Tandis que le signal principal change depuis la valeur en 93 jusqu'au point 95 où il est exactement egal au signal-pilote, le couple est évidemment encore tel qu'il tend à actionner le moteur dans une direction vers l'avant, mais diminue progressivement jusqu'à ce qu'il soit nul, et pendant ce court intervalle, le moteur a donc été ralenti par la charge du moteur et par les autres facteurs tels que frottement, tor- sion etc. Suivant ceci, il se produit immédiatement un contre- couple formidable qui tend à ralentir très rapidement le mo- teur depuis le point 95 vers l'avant; le signal de commande est négatif et amène donc l'autre réactance à prendre la commande du moteur.
La grandeur de ce contre-couple sera appréciée si on se rend compte que le signal-pilote et le signal principal s'ajoutent pour produire le signal de commande depuis le mo- ment où le signal principal change de signe, jusqu'au moment où le moteur renverse son sens de rotation, c'est-à-dire lors- que la courbe P représentant le signal-pilote coupe l'axe du zéro du graphique, comme en 96. Ce caractère d'addition du signal-pilote et du signal principal devient en fait presque simultané avec le réglage des moyens 11 produisant le signal principal, car ce réglage peut être réalisé aussi rapidement qu'une personne peut agir.
Il n'est pas nécessaire avec ce système de faire, une pause dans une position neutre jusqu'à ce que le moteur soit venu au repos, mais les moyens 11 produisant
<Desc/Clms Page number 28>
le signal principal peuvent par un seul mouvement être réglés à partir d'une position, en passant par la position neutre, jusqu'à une position opposée. Tandis qu'à l'échelle du dessin de la fig. 7, le couple s'élèverait jusqu'à une valeur telle qu'il sortirait de l'échelle, on notera qu'il y a évidemment une limite définie au couple, savoir celle obtenue lorsque les pleins 440 volts sont appliqués au moteur. On notera/que même ainsi, le couple tendant à ralentir le moteur sera quatre fois le couple du moteur à son voltage estimé.
On peut conce- voir en effet qu'un moteur à 110 volts peut être actionné à partir d'une source à 440 volts, afin que le couple pouvant être obtenu pendant l'inversion pour effectuer le ralentisse- ment, variant comme il le fait avec le carre du voltage, soit seize fois celui du moteur au voltage estimé. Ce même couple élevé est évidemment disponible pendant la période d'accélé- ration initiale faisant suite à l'inversion du moteur.
Lors de l'inversion du moteur, le signal-pilote sera de nouveau en opposition avec le signal principal et le signal de commande diminuera donc en grandeur bien qu'il reste négatif lorsque la vitesse du moteur augmente. Ce changement continue alors que le signal-pilote augmente progressivement en valeur lorsque la vitesse du moteur augmente, tandis que le signal de commande et le couple diminuent progressivement jusqu'à ce qu'on atteigne le point où il y a de nouveau exac- tement cette différence entre le signal principal et le signal- pilote qui produira le couple nécessaire pour actionner le moteur à la vitesse pour laquelle les moyens de signal principal ont été réglés.
La courbe représentant l'accélération du moteur lors de ce renversement augmentera d'abord dans une direction négative, ce qui indique le ralentissement rapide du moteur, et atteindra sa valeur maximum au moment où le moteur change de sens de marche, et retournera alors plus graduellement à zéro lorsque le moteur atteint un fonctionnement à l'état stable.
<Desc/Clms Page number 29>
Le fonctionnement dans cette condition supposée de changement de charge, avec le réglage des moyens 11 pro- duisant le signal principal restant le même, sera facilement compris d'après la description qui précède et les graphiques des figs.6et 7. Un exposé très bref du fonctionnement sera donc suffisant. Si le changement de charge est graduel, il n'y aura pas d'effet appréciable dans le fonctionnement du moteur, que la charge augmente ou diminue. Lors du plus petit changement de la vitesse du moteur provenant d'un changement de la charge, le signal-pilote ohangera et par conséquent le signal de commande prendra une grandeur différente et oblige- ra donc le couple développé par le moteur à augmenter ou à diminuer pour compenser le changement de charge.
Les change- ments électriques etant ainsi beaucoup plus rapides que le changement mécanique du moteur, et le circuit ayant une pa- reille sensibilité, le changement de la charge sera compensé avant qu'il y ait un changement appréoiable. dans la vitesse du moteur.
S'il y a une augmentation très brusque et grande en même temps dans la charge du moteur, il en résulte tempo- rairement un état et une réaction qui seraient d'une manière générale semblables à ceux qui se produisent lorsque les moyens 11 produisant le signal principal sont réglés pour une vitesse plus élevée, comme on l'a décrit précédemment.
Dans l'un ou l'autre cas, il y a une grande augmentation du signal de commande. Evidemment, ceci provoquera immédiatement un voltage plus élevé à appliquer au moteur avec une grande augmentation résultante du couple développé par le moteur.
L'augmentation de signal de commande résulterait, dans ce cas, évidemment d'un ralentissement du moteur dû à l'application brusque de la charge accrue, et lorsque le moteur a de nou- veau pris de la vitesse, le signal-pilote augmenterait,de nouveau de grandeur jusqu'à ce que le signal de commande ait de nouveau une valeur telle que le couple produit par le
<Desc/Clms Page number 30>
moteur soit exactement suffisant pour maintenir le fonction- nement du moteur à la vitesse exigée tandis qu'il supporte la charge accrue. Ce signal de commande final sera naturellement un peu plus grand, avec la charge accrue sur le moteur, qu'il n'était pour la charge plus faible.
S' il y a une diminution brusque et importante de charge, le moteur s'accélérera naturellement passagèrement et dépassera la vitesse exigée. Il en résulterait, par conséquent, un état généralement semblable à celui décrit ci-dessus lorsque les moyens 11 produisant le signal principal sont réglés pour produire une vitesse moindre.
Gomme on l'a décrit dans l'exem- ple en question, il se produit un renversement du signal de com- mande ayant pour résultat la production pour le moteur d'un contre-couple agissant pour aider le ralentissement du moteur, le signal de commande se renversant une seconde fois en un point antérieur au moment où le moteur a été réduit à la vitesse con- venable, ce qui permet au couple d'agir de nouveau dans le sens de rotation du moteur et de reprendre graduellement la commande du moteur, de sorte qu'au moment où la vitesse exigée est attein- te, le couple sera de nouveau exactement suffisant pour actionner le moteur à la vitesse exigée tout en supportant la charge moindre.
Tandis que le fonctionnement précédent a été dé- crit comme apparaissant lorsque le circuit est utilisé en cor- rélation avec un moteur destiné à avoir seulement la branche stable de sa caractéristique couple-vitesse réglée de cette manière, il apparaît que le circuit fonctionne avec succès en corrélation avec un moteur tel qu'un moteur à induction en cage d'écureuil ayant la caractéristique vitesse-couple habituelle avec une branche instable et une branche stable, comme on l'a représenté à la fig.9. Si on se base sur l'expérience passée, il apparaîtra que le circuit serait instable pour toute vitesse du moteur moindre que la vitesse indiquée par le point le plus
<Desc/Clms Page number 31>
élevé de la courbe de la fig.9.
Le circuit indique ici a tou- tefois prouvé par l'essai réel qu'il est stable pour toutes les vitesses du moteur comprenant la gamme allant de la vitesse nulle jusqu'à la vitesse à laquelle le couple maximum est dé- veloppé, comme on l'a indiqué par la courbe de la fig.9. Ceci peut être expliqué par la raideur des courbes de la fig. 5 et par le fait que le générateur 12 de signal-pilote est réglé de manière à produire,pour une vitesse donnée quelconque du moteur, un signal dont la grandeur correspond de très près à la gran- deur du signal principal lorsque les moyens produisant le si- gnal principal sont réglés pour exiger des vitesses correspon- dantes du moteur.
Avec un circuit d'amplification ayant des caractéristiques propres à produire les courbes de la fig.5 et avec les réactances saturables capables de répondre avec très grande rapidité aux changements du signal de commande, le circuit peut fonctionner comme on l'a décrit pour un moteur à rotor enroulé, ou une commande oscillatoire du moteur peut en résulter.
Par commande oscillatoire, on veut dire que le moteur est excité à des intervalles plus ou moins uniformes, pour être actionné dans la direction désirée avec des inter- valles intermittents pendant lesquels l'énergie fournie au moteur est fortement réduite et peut même être renversée de manière à produire un contre-couple. La tendance naturelle d' un moteur en cage d'écureuil'.pour une charge donnée quelconque est évidemment de rechercher la vitesse la plus élevée des deux vitesses correspondant à une valeur donnée quelconque du couple.
Donc, l'emballement du moteur lorsqu'une ohute de vi- tesse dans la partie instable ou branche de la courbe vitesse- couple est désirée, est la condition qui doit être la plus conservée. ICI, ce dépassement de marche est empêché dès que la vitesse du moteur approche de la vitesse exigée par le ré- glage des moyens de signal principal ; le signal-pilote approchera
<Desc/Clms Page number 32>
à un degré de plus en plus grand de la grandeur du signal prin- cipal et aura ainsi pour résultat une réduction très importante dans le voltage appliqué au moteur, si pas un raccourcissement reel de tout voltage existant. Cette réduction momentanée très grande ou cette inversion complète du voltage aura évidemment comme résultat une réduction de la vitesse du moteur.
Avec cette réduction, le signal-pilote est également réduit et à cause du caractère abrupt des courbes de la fig. 5, une petite augmentation du signal de voltage aura pour résultat l'applica- tion d'un voltage important au moteur. Avec le circuit non sen- sible, le pourcentage change dans la vitesse du moteur, ce qui amène cette application alternée d'un voltage important, et la réduction à un bas voltage est évidemment très petite et com- plètement imperceptible sauf pour les dispositifs très sensi- bles. La stabilité est ainsi obtenue parce que le moteur est empêché, dans les circonstances ordinaires, d'atteindre réelle- ment la vitesse exigée.
S'il existe un état tel que celui où le signal principal est réglé pour produire une réduction de vitesse, une inversion réelle du couple se produira évidemment comme on l'a décrit à propos du moteur à rotor enroulé. Ce renversement de couple, lorsque le signal-pilote dépasse en grandeur le signal principal, constitue une sauvegarde supplémentaire as- surant le fonctionnement convenable du circuit à tous moments et est disponible pour entrer en jeu lorsque, pour l'une ou l'autre raison, le moteur tend à dépasser la vitesse exigée malgré la grande réduction de voltage, comme on l'a décrit ci-dessus. En fait, il ne sort pas des possibilités que le circuit ici exposé soit sensible au point de constituer en réalité un circuit d'inversion..
<Desc/Clms Page number 33>
En pareil cas, la commande oscillatoire du moteur ne serait pas une simple oscillation entre des valeurs élevées et basses de voltage mais entre des valeurs de voltage quisont de signe inverse, c'est-à-dire de succession inverse de phase.
Il résulte de ce qui précède qu'on a réalisé un système unique pour la commande de la direction et de la vites- se de rotation de moteurs à courant alternatif, particulière- ment de moteurs multiphasés du type à induction et qu'on a fourni ainsi une solution réelle d'un problème existant depuis longtemps et n'ayant jamais été résolu antérieurement.
REVENDICATIONS
1. Un circuit pour commander la phase'et la grandeur du courant alternatif fourni à un dispositif fonction- nant au courant alternatif, dans lequel on a prévu deux réac- tances saturables ayant chacune un enroulement de courant alternatif monté en série avec chaque ligne d'alimentation d'énergie vers ledit dispositif et un enroulement de commande relié électro-magnétiquement à tous les enroulements de cou- rant alternatif, lesquels enroulements de courant alternatif ont normalement une impédance suffisamment élevée pour empê- cher l'application de tout voltage effectif à ce dispositif, des moyens d'exciter l'enroulement de commande de l'une ou de l'autre des deux réactances pour régler l'impédance des enrou- lements de courant alternatif de cette réactance suivant le degré d'excitation,
des moyens de circuit reliant les deux séries d'enroulement de courant alternatif à ce dispositif de telle manière que la phase de la fourniture de courant audit dispositif est commandée suivant la série qui porte l'alimen- tation en courant.