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Perfectionnements aux génératrices tachymètres.
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Cette invention se rapporte à des moyens de'réglage pour dispositifs destinés à fournir du courant électrique à un objet mobile et comportant une dynamo tachymètre du genre ayant deux enroulements inducteurs en opposition dont, l'un est branché sur l'induit de la dynamo.
L'invention est spécialement applicable au réglage de la tension appliquée à un feuillard ou bande métallique continue et aux rouleaux conducteurs de l'appareil de fusion d'une ins- tallation d'étamage électrolytique.
L'application d'un dépôt, notamment un dépôt d'étain, sur un feuillard ou une bande continue de fer ou d'acier par exemple, se fait généralement aujourd'hui par voie électrolytique.
Lorsque le feuillard a été étamé électrolytiquement, on lui fait habituellement traverser un appareil de fusion où le dépôt qui y
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est appliqué est fondu de manière que le feuillard fini ait une surface uniforme, lisse et brillante. La fusion s'obtient parfois en faisant passer le feuillard dans un bain d'huile chau- de, en chauffant le feuillard par inductance électrique ou par résistance électrique.
Dans le cas de la fusion par résistance, le feuillard est habituellement disposé dans un plan vertical pendant la fusion du dépôt dont il est pourvu, ce feuillard passant sur un rouleau conducteur, puis s'élevant verticalement pour passer sur un rouleau de renvoi et descendant ensuite pour passer autour d'un autre rouleau conducteur à l'intérieur d'une cuve contenant un agent refroidisseur, de façon que la partie du feuillard située entre les rouleaux conducteurs soit, à un moment quelconque, chauffée par résistance électrique afin de fondre le revêtement qui y a été déposé.
Lorsque le feuillard passe sur les rouleaux conducteurs de l'appareil de fusion, sa vitesse varie de temps à autre par suite des conditions de marche, De même, la section transversale du feuillard change de temps en temps par suite des différences de largeur et d'épaisseur du feuillard. En conséquence, il est impossible d'appliquer un courant de tension et d'intensité cons- tantes aux rouleaux conducteurs et au feuillard pour la raison qu'à certains moments, par suite de ces variations dans les conditions de marche, le feuillard serait chauffé à un point dépassant considérablement la température de fusion du revête- ment d'étain de telle sorte que celui-ci pourrait couler à la surface en abîmant ainsi le revêtement sur cette partie du feuillard,
tandis qu'à d'autres moment le feuillard ne serait pas suffisamment chauffé pour fondre le revêtement d'étain sur d'autres parties du feuillard, ce qui ne permettrait pas d'at- teindre les buts visés par la fusion.
Ainsi, on comprendra qu'il est nécessaire de disposer d'une source variable de courant alternatif de manière que le
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le feuillard et son revêtement soient convenablement chauffés/ quelles que soient les conditions de marche de l'installation et c'est à un pareil dispositif pour faire varier la fourniture de courant au feuillard que se rapporte la présente invention.
Différents dispositifs ont été proposés et employés dans ce but, mais ils étaient généralement coûteux et nécessitaient un aména- gement spécial pour leur application, comme la commande élec- tronique décrite dans le brevet anglais no.595.961. Suivant la présente invention, cette fourniture variable de courant est obtenue au moyen d'un équipement standard, par un montage élec- trique approprié de ce dernier.
On a trouvé que pour régler le courant appliqué aux rouleaux conducteurs de l'appareil de fusion le réglage le plus exact et sur lequel on peut le mieux compter est obtenu en réglant exactement la tension de chauffage appliquée et en main- tenant la tension requise à toute vitesse de fonctionnement. La puissance (KW) nécessaire pour chauffer un feuillard de section transversale donnée est directement proportionnelle à la vitesse à laquelle le feuillard passe à travers l'appareil de fusion.
Comme la,puissance (KW) est égale au carré de l'intensité mul- tiplié par la résistance et que la résistance du feuillard n'est pas altérée par un changement de la vitesse de travail, c'est la tension nécessaire au chauffage du feuillard qui doit varier à tout changement de la vitesse de ce dernier. Toutefois, la tension n'est pas directement proportionnelle à la vitesse de travail c'est-à-dire à la vitesse du feuillard ou de la bande dans l'appareil de fusion.
En vue d'obtenir la tension de chauffage correcte à toutes les vitesses de travail, il est nécessaire de fixer une tension de référence ayant les mêmes caractéristiques que la tension requise pour le courant de chauffage. Cette tension de référence peut alors être utilisée, au moyen d'un régulateur
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de tension, pour maintenir la tension désirée du courant de chauf- fage appliqué, à toutes les vitesses de travail.
Le but principal de la présente invention est de créer un dispositif de réglage du genre ci-dessus mentionné, au moyen duquel cette tension de référence peut être obtenue, et ce dis- positif est caractérisé en ce que la génératrice est actionnée à une vitesse correspondant à la vitesse du mouvement de l'objet mobile, tandis que l'autre enroulement inducteur est excité par une source de courant continu constante.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on la décrira ci-après en se référant aux dessins annexés qui repré- sentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'inven- tion, et dans lesquels:
Fig.l est une vue en coupe verticale d'un appareil de fusion, conjointement avec la cuve de refroidissement d'une installation d'étamage électrolytique, montrant les rouleaux con- ducteurs conformes à l'invention;
Fig. 2 est un schéma de connexions montrant un montage électrique fournissant le courant variable pour l'alimentation des rouleaux conducteurs de l'appareil de fusion représenté sur la fig.l;
Fig.3 est un schéma de connexions semblable à la fig.2, montrant en outre le montage de la génératrice tachymètre per- fectionnée ou génératrice témoin compensée conforme à l'inven- tion, conjointement avec ses enroulements inducteurs, et
Fig. 4 est un diagramme indiquant la tension développée par une génératrice tachymètre en fonction de sa vitesse.
Sur ces dessins, S désigne un feuillard ou bande mé- tallique étamé de longueur continue, à sa sortie du bain électro- lytique du réseau d'étamage continu, le feuillard avançant dans le sens des flèches, comme c'est représenté sur les dessins, sous l'action de tout dispositif de commande approprié qui le fait @
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passer à travers le bain et le retire de celui-ci. Après que le feuillard a été étamé par voie électrolytique on le fait passer à travers un appareil de chauffage destiné à faire fondre le dépôt d'étain ou autre revêtement; ce chauffage étant effectué par tout dispositif approprié, mais de préférence par la résis- tance électrique du feuillard.
Dans le cas considéré, on a représenté un appareil de fusion comprenant une paire de rouleaux conducteurs sous ten- sion 2 et 3 convenablement espacés l'un de l'autre et raccordés à une source de courant appropriée ou à un transformateur de la manière qui sera décrite ci-après. A la partie supérieure se trouve un rouleau de guidage intermédiaire 4 et le feuillard étamé S décrit dans son passage entre les rouleaux 2 et 3 une boucle verticale allongée passant sur le rouleau 4, et pendant ce parcours, le feuillard est chauffé jusqu'à ce que l'étain ou autre matière de revêtement qui y est déposée atteigne son point de fusion.
Pendant son parcours dans l'appareil la boucle verticale du feuillard est enfermée de préférence dans un moufle isolé 5, présentant approximativement la forme d'un U et comportant une branche d'entrée 6 et une branche de sortie 7 qui s'étendent vers le côté interne de la périphérie des rou- leaux conducteurs respectifs 2 et 3 et enveloppent le feuillard jusqu'en des points situés à proximité de ceux-ci. Lorsque le feuillard passe dans le moufle 5, la chaleur qui y est appliquée par l'effet de la résistance électrique est susceptible de por- ter son revêtement d'étain ou autre jusqu'à son point de fusion dans une zone désignée par M à proximité de l'extrémité inférieure de la branche de sortie 7 du moufle 5.
Une cuve 8 contenant l'agent refroidisseur et dans laquelle le rouleau conducteur 3 est disposé est placée directement au-dessous de l'extrémité inférieure de la branche de sortie 7 qui descend à l'intérieur de cette cuve. Le feuillard passe du moufle 5 dans et à travers l'agent refroidisseur contenu dans la cuve 8, d'où il passe aux
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phases suivantes du traitement.
Les rouleaux conducteurs 2 et 3 sont mis sous tension par une source variable d'énergie, à l'aide d'un montage élec- trique qui sera décrit maintenant. Le montage ou circuit élec- trique suivant la présente invention comprend, de préférence, une paire de transformateurs 9 et 10, bien qu'un seul transfor- mateur puisse être employé au lieu de deux pourvu qu'il ait une capacité suffisante. Les enroulements secondaires de ces trans- formateurs sont couplés en parallèle l'un par rapport à l'autre et raccordés à la charge, c'est-à-dire aux rouleaux conducteurs 2 et 3 dans le cas considérée par les conducteurs 14 et 15.
Les enroulements primaires des deux transformateurs 9 et 10 sont couplés en parallèle l'un par rapport à l'autre et raccordés à un pôle de la ligne de distribution d'une source de courant alternatif au moyen d'une connexion 16, de préférence par l'in- termédiaire d'un- coupe-circuit ou sectionneur 17. Si l'on em- ploie un seul transformateur, on remarquera que les enroulements secondaires de ce dernier sont raccordés à la charge, c'est-à- dire aux rouleaux conducteurs, tandis que les enroulements pri- maires sont raccordés à un pôle de la ligne de distribution de la source de courant alternatif.
Il est fait usage d'un réacteur saturable comprenant deux transformateurs 18 et 19 dont les enroulements primaires sont couplés en parallèle l'un par rapport à l'autre, au moyen des conducteurs 20 et 21, et en série avec les enroulements pri- maires des transformateurs 9 et 10 au moyen du conducteur 22.
Les enroulements primaires des deux transformateurs de réacteur 18 et 19 sontraccordés à l'autre pôle de la ligne de distribu- tion de la source de courant alternatif au moyen du conducteur 23 par l'intermédiaire du sectionneur 17. En d'autres termes, les enroulements primaires des transformateurs 18 et 19 du réacteur sont couplés en multiple l'un par rapport à l'autre, tandis que
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ceux des transformateurs 9 et 10 sont également couplés en mul- tiple l'un par rapport à l'autre et que les deux couplages en parallèle des enroulements primaires sont montés en série avec la source primaire de courant alternatif.
On comprendra que les transformateurs 18 et 19 du réacteur sont susceptible de régler l'énergie débitée par les deux transformateurs 9 et 10 et on se rendra compte que, ces transformateurs étant connectés comme il a été décrit ci-dessus, le courant venant delà source de courant alternatif passera par les deux enroulements primaires des transformateurs 18 et 19 du réacteur, par le conducteur 22 et de là dans les enroulements primaires des deux transformateurs 9 et 10.
Les enroulements secondaires des deux transformateurs 18 et 19 du réacteur sont couplés en série et en opposition l'un à l'autre et raccordés à un dispositif, de préférence une géné- ratrice excitatrice 24 montée dans les connexions en série pour fournir un courant continu aux enroulements secondaires des trans- formateurs de réacteur 18 et 19 en vue de saturer leurs noyaux.
Un rhéostat 25 actionné par un moteur règle une source séparée de courant continu employée pour exciter l'enroulement inducteur de la génératrice 24.
En montant les enroulements des transformateurs 18 et 19 du réacteur en série et en opposition l'un à l'autre, on évite qu'une force électromotrice quelconque soit induite entre la borne 26 du transformateur 18 du réacteur et la borne 27 du transformateur 19 du réacteur. Par conséquent l'énergie sous forme de courant continu appliquée à ces bornes a pour effet d'aimanter les noyaux lamellés des transformateurs 18 et 19 du réacteur, en variant ainsi leur réactance entre des limites ex- trèmement étendues, c'est-à-dire entre une réactance très élevée, lorsqu'aucune énergie sous forme de courant continu n'est appli- quée, et une réactance très faible, lorsqu'un courant continu
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de pleine charge est appliqué aux enroulements secondaires.
On constatera que l'emploi d'un pareil dispositif permet, même lorsqu'une force électromotrice alternative maximum est appli- quée aux transformateurs 9 et 10 et au réacteur de réglage 18, 19, d'obtenir un très faible débit (approximativement 3% de la capacité de régime) des transformateurs 9 et 10 en réduisant le courant continu à un minimum. D'autre part, on peut augmenter facilement le débit des transformateurs 9 et 10 dans une mesure quelconque jusqu'à 95% du débit de régime, en augmentant la tension du courant continu appliquée aux enroulements secondai- res des transformateurs 18 et 19 du réacteur jusqu'à un maxi- mum par un accroissement du débit d'énergie de la génératrice 24.
Un réacteur semblable à celui décrit ci-dessus est employé dans le dispositif de réglage revendiqué dans le brevet anglais no.596.857 et ne fait pas partie en soi de l'objet de la présente invention.
Comme le montre la fig. 3 des dessins, un transformateur 28 auquel est raccordé un redresseur à plaques du type sec 29 est relié aux conducteurs 14 et 15 à latension du courant alter- natif débité par les transformateurs 9 et 10. Le redresseur 29 est représenté comme étant raccordé par l'intermédiaire d'une bobine d'inductance 30 à une génératrice tachymètre 31. La gé- nératrice tachymètre est actionnée à une vitesse proportionnelle à la vitesse du mouvement du feuillard S et de préférence par le dispositif de commande qui actionne le feuillard S, les rouleaux de retardateur 32 par exemple, la génératrice tachymè- tre étant reliée à l'arbre de commande de l'un des rouleaux, de toute manière convenable, de façon à être actionnée par celui-ci.
La génératrice tachymètre 31 est destinée à commander un moteur (non représenté) du rhéostat 25 par l'intermédiaire d'un con- trôleur ou régulateur approprié quelconque, par exemple au moyen d'un dispositif de réglage électrique et du relais conjugué re- présenté dans le brevet anglais no.596.854.
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Suivant la présente invention, la génératrice tachymètre 31 est pourvue d'un induit 33 et de deux enroulements inducteurs 34 et 35. L'enroulement inducteur 34 est raccordé, de préférence, par l'intermédiaire d'une résistance variable 36 à une source de courant continu au moyen des conducteurs 37 et 38. L'un des enroulements inducteurs, à savoir l'enroulement inducteur 35 est branché en dérivation sur l'induit 33 de la génératrice tachymè- tre, de préférence conjointement avec une résistance variable 40.
En d'autres termes, l'enroulement inducteur 35 et la résistance 40 sont couplés en série l'un à l'autre, en dérivation sur l'induit, de telle sorte que l'enroulement inducteur 35 est excité par l'induit, ou, autrement dit, auto-excité. La généra- trice tachymètre 31 est exécutée de préférence au moyen d'un moteur à 230 volts ou d'une génératrice d'une puissance de 1/3 à 3/4 de chevaux. Les pôles inducteurs sont rebobinés de ma- nière à former deux enroulements inducteurs séparés sur chaque pôle, à savoir les enroulements 34 et 35, chaque enroulement possèdent approximativement 70% du nombre de spires de fil de mêmes dimensions qu'avait l'inducteur shunt original du moteur qui était susceptible d'assurer la saturation complète à la ten- sion de régime.
En d'autres termes, les deux enroulements in- ducteurs 34 et 35 sont de même valeur, couplés différentielle- ment, chacun d'eux présentant 70% de la valeur de l'inducteur shunt du moteur original ou une augmentation de 40% par rapport au nombre total de spires initial. On comprendra que les ré- sistances variables 36 et 40 sont rendues fixes d'une manière permanente lorsqu'une caractéristique appropriée a été obtenue.
De même, on comprendra que le conducteur 43 relié au redresseur 29 et le conducteur 44 relié à la génératrice tachymètre 31 sont tous deux reliés à leur tour au dispositif de commande du rhéostat 25 ou de son moteur, ou à tout autre dispositif appro- prié pour régler le débit de la génératrice 24 ou actionner le rhéostat 25 ainsi qu'il a été exposé précédemment.
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En outre que si la tension de référence établie par la génératrice tachymètre 31 n'est plus en équilibre avec la ten- sion appliquée aux rouleaux conducteurs 2 et 3, par suite d'un changement de la vitesse du feuillard, la variation de la ten- sion débitée par la génératrice 31 fait fonctionner le régula- teur ou le dispositif de réglage électronique et le relais men- tionné de manière à exciter le moteur du rhéostat 25 de telle sorte que ce dernier tourne dans le sens voulu, montant ou descendant, suivant le cas, afin de rétablir l'équilibre entre la tension à la sortie de la génératrice tachymètre 31 et la tension appliquée aux rouleaux conducteurs.
On comprendra aussi qu'en munissant de deux enroule- ments inducteurs la génératrice tachymètre suivant la disposi- tion ci-dessus décrite, les flux produits par ces inducteurs respectivement, lorsqu'ils sont excités, s'opposent l'un à l'autre de telle sorte que les flux de ces inducteurs s'équili- brent pour donner lieu aux caractéristiques désirées de la ten- sion du débit de la génératrice tachymètre.
En d'autres termes, on se rendra compte que par suite de la disposition de ces deux enroulements inducteurs la génératrice est compensée, de telle sorte que sa tension de débit est égale à la tension ou équili- bre la tension du courant de chauffage débité aux conducteurs 14 et 15 et aux rouleaux conducteurs 14 et 15 ainsi qu'au feuil- lard S; c'est-à-dire que la génératrice tachymètre 31 construite de cette manière fournit une tension de référence pour régler la tension du courant de chauffage nécessaire au feuillard, de telle sorte que sa caractéristique de tension est approximativement la même que celle de la tension de référence, ce qui fait que la tension appliquée aux rouleaux conducteurs et au feuillard est maintenue à la valeur voulue pour chauffer convenablement le feuillard.
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On se référera maintenant aux courbes de la fig.4 des dessins où les abscisses représentent le nombre de tours par mi- nute d'une génératrice tachymètre, à savoir, la génératrice 31, et les ordonnées la tension de débit de celle-ci. Les deux cour- bes que montre cette figure représentent la tension de sortie de la génératrice tachymètre par rapport à sa vitesse, dans deux conditions différentes. La courbe A montre la tension de sortie de la génératrice témoin ou génératrice tachymètre lorsqu'un seul enroulement inducteur est employé ou excité, à savoir l'inducteur 34, comme c'est représenté sur la fig.3 des dessins.
On constatera par l'examen de cette courbe que la tension aug- mente en rapport direct de la vitesse de la génératrice tachy- mètre et on comprendra que cette courbe correspond au fonction- nement typique d'une génératrice tachymètre de type convention- nel à enroulement inducteur unique. Ainsi qu'il a été expliqué précédemment, comme la tension développée par la génératrice tachymètre est employée par l'intermédiaire de divers disposi- tifs de réglage pour régler finalement l'intensité du courant destiné à fondre le revêtement du feuillard et, en outre, comme le courant de fusion n'est pas directement proportionnel à la vitesse du feuillard, on comprendra qu'une génératrice tachymè- tre de type standard ou conventionnel ne fournirait pas une ten- sion de référence pour régler l'efficacité du courant de fusion.
Suivant la présente invention, en vue de produire une tension de référence présentant les caractéristiques désirées qui se rapprochent le plus du courant de fusion demandé, correspon- dant à la vitesse du feuillard, il est fait usage d'une généra- trice tachymètre témoin du type de construction décrit précé- demment. Ainsi qu'il a été expliqué, le flux produit par l'in- ducteur 35 tend à annuler l'effet du flux produit par l'induc- teur 34 ou à venir en déduction de ce flux. Il en résulte, comme on s'en rendra compte, que cette opposition des flux réduit le flux effectif produit dans les pôles inducteurs, et la tension
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de sortie de la génératrice 31 ne sera pas alors en proportion directe de sa vitesse, ce qui se voit facilement par l'examen de la courbe B.
En d'autres termes, l'inducteur 34 tend constam- ment à augmenter la tension de sortie de l'induit de la géné- ratrice en proportion directe de la vitesse de celle-ci, mais la tension d'induit fait circuler un courant dans l'inducteur 35 en produisant ainsi un flux en opposition de celui produit par l'inducteur 34, ce qui donne lieu à une réduction de tension de l'induit. Lorsque la vitesse de la génératrice augmente, l'ac- croissement de tension qui en résulte sera un peu inférieur à une proportion directe par rapport à l'augmentation de la vites- se, ainsi qu'on pourra s'en rendre compte facilement par l'exa- men de la courbe B.
On comprendra que la relation exacte entre la vitesse de marche de la génératrice et la tension de débit de l'induit sera le résultat du rapport du flux (ampèretours) produit par les enroulements inducteurs combinés 34 et 35 ajus- tés à l'aide des résistances à curseur 36 et 40, respectivement, dans les circuits inducteurs.
On comprendra que l'énergie débitée par les transforma- teurs 9 et 10, ou, en d'autres termes, l'énergie appliquée à la charge, c'est-à-dire aux rouleaux conducteurs 2 et 3, est réglée au moyen du rhéostat 25 par l'action de la génératrice tachymè- tre 31 qui en assure la commande. En d'autres termes, lorsque la vitesse du feuillard augmente, l'énergie qui lui est fournie par les transformateurs 9 et 10 augmente et lorsque la vitesse du feuillard diminue, l'énergie fournie aux rouleaux conducteurs et au feuillard diminue.
On comprendra qu'un pareil dispositif électrique peut être employé pour régler la fourniture d'énergie à un rouleau conducteur dans un bain électrolytique, ou une cuve de décapage ou de nettoyage, ou dans tous les cas où il est dé- sirable de fournir un courant variable à un feuillard ou bande métallique à mouvement rapide, passant sur un rouleau conducteur.
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L'invention procure une génératrice témoin compensée ou génératrice tachymètre perfectionnée qui fournit une référence pour régler automatiquement la tension appliquée aux rouleaux conducteurs en fonction de la vitesse du feuillard qui passe sur ces rouleaux, et aussi une génératrice qui développe une tension de référence ayant les mêmes caractéristiques que la tension appliquée au feuillard de manière à fondre convenablement le revêtement qui y est déposé, quelle que soit la vitessedu feuillàid
Bien qu'armait représenté et décrit qu'une forme d'exé- cution spécifique de l'invention, on comprendra que celle-ci est donnée uniquement à titre d'exemple et que diverses autres formes d'exécution peuvent être comprises dans le cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1) Commande pour dispositifs susceptibles de fournir du courant à un objet mobile, comportant une génératrice tachymètre du genre comprenant deux enroulements inducteurs en opposition, l'un de ces enroulements inducteurs étant branché en dérivation sur l'induit de la génératrice, caractérisée en ce que la géné- ratrice est actionnée à une vitesse correspondant à la vitesse du déplacement de l'objet mobile, et l'autre enroulement induc- teur est excité par une source de courant continu constant.