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APPAREILLAGE ELECTRIQUE POUR LA. COMMANDE D'ENROULEUSES A'MANDRIN.
La présente Invention concerne des dispositifs ou appareils de commande pour faire fonctionner un moteur à courant continu d'enrouleuse à mandrin sur du courant alternatif, tout en commandant et réglant la vitesse de rotation de l'enrouleuse de manière à maintenir automatiquement entre des limites données la tension de la.matière enroulée, malgré la variation du diamètre de l'enroulement.
L'invention a pour buts de : procurer un dispositif de commande d'enrouleuse qui non seule- ment maintienne une tension substantiellement constante de la matière en- roulée pour une gamme étendue de vitesses ou de rapports de diamètre de l'enroulement, mais encore adapte avec précision la vitesse fondamentale de l'enrouleuse à celle d'une autre machine ou d'une autre partie de l'instal- lation influencée par le mouvement de l'enrouleuse tout en permettant un réglage au choix de la tension à donner à la matière enroulée, tension qui doit être maintenue constante indépendamment des variations de la vitesse; obtenir avec de tels dispositifs de commande un enroulement convenable de la matière avec la tension voulue pour une gamme plus.étendue de vitesses d'enroulement et de diamètres de l'enroulement, que-dans-les dis- positifs antérieurs du même genre ;
par exemple, si le rapport normal d'enrou- lement est 4 à 1, l'invention permettra d'obtenir'une augmentation considé- rable de ce rapport, un maximum de 6 à 1 ou 8 à 1 par exemple, avec l'aide de dispositifs simples n'exigeant, ni dépenses ni encombrement supplémentaires appréciables; procurer un dispositif de commande d'enrouleuse du type décrit dans lequel on évite une tension excessive dans la matière quand le rapport maximum permis des diamètres de matière enroulée est dépassé, ce qui empêche la destruction de la matière enroulée, inconvénient fréquent des dispositifs connus.
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L'invention ressortira clairement de la descritpion, donnée ci- après, d'une forme d'exécution donnée à titre d'exemple et représentée au' dessin annexé
La figure 1 donne le schéma d'une partie d'une installation de fabrication comprenant une enrouleuse, et
La figure 2 est un schéma de connexions d'une commande d'enrou- leuse conforme à l'invention.
Le dispositif représenté est destiné à commander une enrouleuse à mandrin faisant partie d'une chaîne de fabrication et recevant la matière à enrouler d'une autre partie de l'installation à commande séparée dont la vitesse détermine la vitesse linéaire de déplacement de la matière. L'en- roulement doit être réglé de façon à obtenir une tension constante dans la matière enroulée. Par conséquent la vitesse de rotation du moteur de l'en- rouleuse doit décroître au fur et à mesure que le diamètre de la matière enroulée augmente.
La vue schématique de la figure 1 représente une telle enrouleu- se et facilitera la compréhension du schéma détaillé de la commande de la figure 2. Comme le montre la figure 1, la matière P fabriquée, telle que du papier en feuille, passe dans une machine S, telle qu'une calandre, puis sur un rouleau de guidage G pour être enroulée ensuite sur le mandrin C d'une enrouleuse. Le moteur d'entraînement N de la machine S peut être réglé à une vitesse constante désirée qui détermine la vitesse linéaire de déplacement de la matière Po Le moteur de l'enrouleuse M est alimenté sé- parément et doit être commandé de façon que sa vitesse dépende de celle du moteur N de la machine S tout en diminuant au fur et à mesure de l'enroule- ment de la matière sur le mandrin C, afin que la tension dans la matière soit maintenue dans des limites voulues.
Afin que les circuits de comman- de du moteur M de l'enrouleuse reçoivent une tension de signal indicatrice de la vitesse de la machine précédente S, on prévoit une source de tension indicatrice de la vitesse de la machine. Dans l'exemple donné, cette sour- ce est une génératrice tachymètre TAC entraînée mécaniquement par le moteur N et faisant partie du dispositif de commande du moteur M, comme il sera ex- pliqué plus loin.
Dans la description ci-après de la figure 2, il est fait mention à certains moments de données techniques de tubes électroniques connus et de valeurs numériques pour des paramètres du circuit. Il est évident que ces références sont uniquement données à titre d'exemple et que l'on peut utiliser d'autres tubes et d'autres valeurs numériques suivant les exigen- ces et les particularités des circuits de chaque application. Les valeurs numériques, en particulier, doivent être considérées comme destinées à don- ner des ordres de grandeur ou des rapports plutôt que des valeurs absolues- imposées.
Dans la description ci-après et dans les revendications annexées, le terme "source de tension" doit être pris dans son sens le plus large, c'est-à-dire qu'il signifie non seulement des sources primaires telles qu'u- ne génératrice mais aussi tout élément de circuit travaillant comme une source secondaire appliquant une tension à un circuit.-
Comme le montre la figure 2, le dispositif représenté est ali- menté par une ligne à courant alternatif à travers un transformateur prin- cipal 1 pourvu d'enroulements secondaires 2, 3, 4,5 et 6. L'induit 7 du moteur à courant continu M à commander est alimenté par l'enroulement se- condaire 2 (500 volts) tandis que ce moteur est équipé d'un inducteur à ex- citation indépendante 8.
Le circuit d'induit du moteur contient deux tubes redresseurs à commande 11 et 12. Ces tubes sont de préférence des thyratrons (type WL- 624). On peut utiliser pour de gros moteurs de ignitrons dont l'angle d'al- lumage est réglé par des thyratrons dans les circuits de commande ou de gril- le sont agencés et fonctionnent de la manière décrite ci-dessous. Les tubes 11 et 12 ont une connexion de cathode 13 commune reliée à une borne de l'in- duit 7. L'autre borne de l'induit est reliée à la prise médiane du secon- daire 2. Les anodes des tubes 11 et 12 sont reliées chacune à une extrémité
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du secondaire 2.
Le circuit d'induit est commandé par les contacts principaux 14 et 15 d'un contacteur F dont la bobine d'excitation 16 actionne aussi trois contacts auxiliaires 17, 18 et 19. Le circuit d'excitation du contacteur F est alimenté par le secondaire de transformateur 5 et passe par le contact 21 d'un relais 4CR avec une bobine 22 et par un contact 27 d'un relais de commande ICR avec une bobine 28 et un contact de verrouillage 29. Le circuit d'excitation du relais 1CR comprend un contact de "démarrage" 34 normalement ouvert et est alimenté par le secondaire 5 par l'intermédiaire d'un contact "d'arrêt" 36 normalement fermée Les circuits d'excitation des relais 1GR et F comprennent aussi le contact normalement ouvert 37 d'un relais de minu- terie TD dont la bobine 38 est excitée par le secondaire 5 chaque fois que le transformateur 1 est alimenté.
Le relais TD a un autre contact normale- ment ouvert 39 placé dans le circuit de l'enroulement secondaire 3.
Comme il a été dit, une génératrice tachymètre TAC est reliée mécaniquement au moteur d'entraînement (N à la figure 1) d'une autre machi- ne de l'installation. La génératrice TAC applique une tension proportionnel- le à la vitesse aux bornes d'un circuit (figo 2) composé d'un rhéostat de réglage de sensibilité 41 (250000 ohms) et d'une résistance 42 (330000 ohms), un condensateur 43 (2 MFD) se trouvant en parallèle sur la résistance 42.
La tension prélevée 'antre le curseur du rhéostat 41 et la résistance 42 sert à la commande des redresseurs d'induit en fonction de la vitesse linéaire de déplacement de la matière enroulée, comme il sera exposé plus loin. La forme d'exécution représentée est pourvue d'un relais électromagnétique 5CR dont le contact 44, quand il est fermé, court-circuite la partie de dériva- tion du rhéostat 41 de manière à régler automatiquement le dispositif pour la vitesse zéro. Le circuit de la bobine 45 du relais 5CR est commandé par la marche du moteur de section (N à la figure 1) et est ouvert quand celui- ci tourne tandis qu'il est fermé quand le moteur (N) est déconnecté ou arrê- té.
Deux résistances 53 et 54 (ensemble 150000 ohms) sont placées'en série aux bornes de l'induit 7 par l'intermédiaire des contacts 14 et 15 quand le contacteur F est enclenché. Les deux résistances 53 et 54 consti- tuent un diviseur de tension de manière que la chute de tension aux bornes de la résistance 54 soit proportionnelle à la tension d'induit du moteur.
Comme il sera expliqué ci-après, cette chute de tension intervient aussi dans les circuits de commande des tubes pour la régulation de la vitesse du moteur. Un condensateur de filtrage 55 (2 MFD) est mis en parallèle sur la résistance 54.
Deux enroulements primaires 56 et 57 d'un transformateur de cou- rant 58 à deux enroulements secondaires 59 et 60,.sont connectés respective- ment entre les anodes des tubes 11 et 12 et les extrémités du secondaire 2.
Les enroulements secondaires du transformateur 58 donnent tous deux une ten- sion proportionnelle au courant du circuit d'induit. La tension mesurant le courant, donnée par le secondaire 59, est redressée par un redresseur double 61. La tension redressée est appliquée aux bornes de deux rhéostats 63.(5.000 ohms), 64 (5.000 ohms) et d'une résistance 65.(470 ohms) mis en série. La tension prélevée aux bornes des rhéostats réglés 63, 64 et de la résistance 65 intervient aussi dans les circuits de commande des tubes pour la limitation du courant et la commande de l'accélération, comme il sera ex- pliqué plus loino Un condensateur 66 (0,5 MFD) est mis en série avec une résistance 67 (100000 ohms), aux bornes du dispositif série comprenant les éléments 63, 64 et 65.
La tension de référence proportionnelle au courant qui vient d'être mentionnée est appliquée aux circuits des tubes de comman- de des redresseuses par l'intermédiaire des résistances série 68 (47.000 ohms) et 69 (150.000 ohms)'.
Un transformateur de,circuit de grille 70 a son enroulement pri- maire alimenté par l'intemédiaire d'un circuit déphaseur 71, par le secon- daire 4 du transformateur 1, et il comprend.un secondaire à prise médiane 76 qui fait partie des circuits de commande.ou de grille.des tubes redresseurs d'induit 11 et 120 Une extrémité du secondaire 76 est reliée à la
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grille de commande du tube 11 par une résistance 78 (2200000 ohms). L'autre extrémité du secondaire 76 est reliée à la grille de commande du tube 12 par une résistance 80 (220a000 ohms).
Le circuit de commande des tubes 11 et 12 va par des résistances respectives 78 et 8Q¯au secondaire 76, de la par un fil 81 et une résistance 82 (100.000 ohms) à une résistance de charge 83 (20.000 ohms). Ensuite par des résistances 84 (7.500 ohms) et 85 (1.900 ohms) à un rhéostat de commande de tension d'arrêt 86 (10.000 ohms) et du curseur de ce rhéostat par un fil 87 et une résistance 54 à la connexion commune de cathode 13 des tubes redres- seurs d'induit.
Le circuit de commande des tubes redresseurs d'induit 11 et 12 qui vient d'être défini comprend les sources suivantes de composantes de tension de grille : (al) une première source est représentée par le secondaire 76 du transformateur de grille 70. Cette source applique aux grilles des deux tubes une composante alternative de tension de grille déphasée d'environ 90 par rapport à la tension anodique des tubes respectifs.
(a2) Une deuxième source de composante de tension de grille est représentée par la somme des résistances série 82, 84 et 85 qui produisent une tension de polarisation continue essentiellement déterminée par la chute de tension aux bornes de la résistance 82, tandis que la chute de tension aux bornes des résistances 84 et 85 est négligeable pour le circuit de com- mande des.redresseurs d'induit et sert à fournir une polarisation fixe pour la grille-écran du maître-tube de commande 102 décrit ci-après. Les résistances mentionnées en dernier lieu reçoivent la tension dérivée d'un transformateur 90 dont le primaire est relié au secondaire 6 du transfor- mateur principal 1 et qui est pourvu de deux secondaires 92 et 93.
La ten- sion (1.080 volts) du secondaire 92 est redressée par une double diode (ty- pe 5Y3) et filtrée par une self de filtrage 95 (10 henrys) et un condensa- teur de filtrage 96 (8MFD). La tension continue filtrée est appliquée aux bornes d'un circuit potentiométrique à résistances comprenant les résistan- ces 84 et 85 en série avec le rhéostat 86 et en série avec un autre rhéostat 98 (100000 ohms), les rhéostats 86 et 98 étant shuntés par une résistance 99 (5.000 ohms). La borne commune du rhéostat 98 et de la résistance 99 est connectée par un conducteur 100 à l'autre p61e du redresseur filtré mention- né en dernier lieu.
Une résistance 101 (100000 ohms) est connectée entre le fil de grille 81 des redresseurs d'induit et l'extrémité négative (fil 100) de la source de tension fixe (redresseur 94). Les résistances 82 et 101 font partie d'un diviseur de tension qui peut rendre le fil de grille 81 négatif aussi bien que positif par rapport à la connexion de cathode 13 des redresseurs d'induit.
(a3) Une troisième source de composante de tension de grille pour les tubes redresseurs d'induit est représentée par la résistance¯de charge 83. La tension appliquée par la résistance 83 au circuit de commande est continue et variable. Elle élève ou abaisse la polarisation de grille pério- dique précitée et avance ou retarde, de ce fait, les points d'allumage des tubes 11 et 12 ce qui fait varier la tension appliquée à l'induit du moteur pour la commande de sa vitesse. La tension de commande de vitesse provenant de la résistance 83 est produite et réglée comme suit. La résistance 83 est mise comme charge dans le circuit plaque d'un maître-tube de commande 102 qui fonctionne en amplificateur et consiste de préférence en un tube à vide, tel qu'une pentode (type 6V6). La grille de commande du maître-tube 102 por- te la référence 103.
Le circuit plaque du tube 102 contient en série les résistances 83, 84 et 85 et est alimenté par application aux bornes des ré- sistances 84, 85 de la tension constante précitée (redresseur 94, etc...) On remarquera que la chute de tension aux bornes de la résistance de charge 83 dépend de la conductance du maître-tube 102 et, par conséquent, des con- ditions de tension dans le circuit de grille du maître-tube 102 qui sera dé- crit plus, loin,
Les trois sources de tension précitées (al), (a2), (a3) détermi-
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nent essentiellement la condition de fonctionnement des tubes redresseurs d'induit 11 et 12.
Comme les tensions des sources (a1) et (a2) sont nor- malement fixes, le fonctionnement des tubes 11 et 12 dépend en substance uniquement de la chute de tension aux bornes de la résistance de charge 83 et par conséquent des conditions de grille du maître-tube 1020 Ceci est exact malgré l'application de deux autres tensions sur le même circuit de commande des tubes redresseurs d'induit, respectivement aux bornes de la résistance 54 et du rhéostat 98. Non seulement ces autres tensions ont une amplitude plus faible que les tensions des sources (a1), (a2) et (a3) mais elles s'opposent et s'annulent, de sorte qu'elles n'ont pas d'effet notable sur les tubes redresseurs d'induit au point de vue commande et peuvent être négligées en ce qui concerne l'effet de réglage du circuit de commande des tubes redresseurs d'induit.
Il a été dit que la conductance des tubes redresseurs d'induit dépend essentiellement de rien que des variations de tension aux bornes de la résistance 83 qui sont commandées, à leur tour, par les conditions de tension dans le circuit de grille du maître-tube 102. Le circuit de gril- le du maître-tube va de la grille 103 par la résistance 69 et le rhéostat 67, une partie du rhéostat 41 alimenté par la génératrice tachymètre, le con- ducteur 104 le conducteur de cathode 13 des redresseurs, la résistance 54, le conducteur 87 et la partie supérieure du rhéostat 86, à la connexion de cathode 105 du maître-tube 102. Des dispositifs de limitation de courant en- core à décrire sont aussi connectés à ce circuit de grille.
Le circuit de grille du maître-grille comprend trois sources de composantes de tension grille reliées en série (bl), (b2), (b3).
(bl)o Une première source est représentée par le rhéostat ta- ohymétrique 41, le contact 44 étant ouvert en marche normale. La partie de dérivation du rhéostat 41 donne une tension continue dont l'amplitude norma- lement constante dépend de la vitesse de rotation du moteur de section (N à la figure 1) et qui détermine la vitesse de base du moteur-d'enrouleuse M.
(b2). Une seconde source de tension de grille pour le maître- tube 102 est représentée par la résistance shunt d'induit 54. Comme il a été expliqué, la tension aux bornes de cette résistance est proportionnelle à la tension d'induit du moteur d'enrouleuse Mo La polarité de la connexion est telle que la tension de la résistance 54 soit en série et en opposition avec la tension de commande de vitesse du rhéostat 41.
Quand la tension d'induit du moteur, représentée par la chute de tension aux bornes de la ré- sistance 54, a une valeur déterminée par la chute de tension normalement constante aux bornes de la partie active du rhéostat 41,'les deux tensions des sources (bl) et (b2) s'annulent à un point tel qu'une petite polarisa- tion négative résultante, par exemple quelques volts, soit appliquée au maitre-tube 102, en substance de quoi maintenir une tension d'induit cons- tante. Si la tension d'induit dépasse cette valeur, la tension de polarisa- tion résultante sur la grille 103 du maître-tube 102 devient plus négative de sorte que la chute de tension aux bornes de la résistance 83 varie de fa- çon à retarder le point d'allumage des redresseurs d'induit,
ce qui ramené' la tension d'induit du moteur à la valeur correcte. Si la tension d'induit tombe en dessous de la normale, la commande se produit en sens inverse, les tubes redresseurs d'induit avancent leurs points d'allumage et augmentent la tension d'induit de manière à la remonter à sa valeur correcte. Les sources (bl) et (b¯2) assurent donc la régulation du moteur en maintenant la tension d'induit constanteo (b3) Une troisième source de tension pour le circuit de grille du maître-tube est représentée par le rhéostat 86. L'amplitude de la chute de tension aux bornes de cette résistance a une valeur faible, constante et réglée.
Quand le moteur de section est à l'arrêt et que la partie acti- ve du rhéostat 41 est court-circuitée par le contact 44 du relais 5CR fermé a ce moment, la faible tension du rhéostat 86 s'oppose à celle de la résis- tance 54 et reste effective pour donner à la matière une tension d'arrêt vou-- lue.
Cette tension d'arrêt peut être réglée en déplaçant le curseur du rhéo-
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Comme il a été dit, le circuit de grille du maître-tube est aussi-relié à des dispositifs limiteurs de courant qui ont un effet de ré- glage sur les tubes redresseurs d'induit uniquement quand le courant d'in- duit du moteur commandé M atteint une valeur prédéterminéeo Ces dispositifs limiteurs de courant seront décrits à présento
Comme, pendant la période de démarrage, le courant d'induit augmente graduellement, il en est de même du courant dans les résistances série 63-64-65 qui lui est directement proportionnel.
Une extrémité de ce circuit, de résistances est reliée par la résistance 69 à la grille 103 du maître-tube 102, et le curseur du rhéostat 63 est relié par la résistance 68 à la cathode d'un tube à décharge luminescente 106 (VR 150)o Quand la différence de potentiel aux bornes des résistances 63-64-65 en série de- vient égale à la tension de rupture (150 volts) du tube à lueur 106, ce der-' nier devient conducteur et relie le curseur du.rhéostat 63 à la cathode du maître-tube 102 par l'intermédiaire d'une chute de tension constante dans le tube 1060 Toute augmentation supplémentaire de la différence de potentiel aux bornes du circuit à résistances 63-64-65 rend la grille 103 du maître- tube plus positive, ce qui augmente le courant plaque du maître-tube.
Il s'ensuit une augmentation de la chute de tension aux bornes de la résistan- ce de charge-83 du tube et le fil de grille 81 des tubes redresseurs d'in- duit 11, 12 devient plus négatif, ce qui réduit la tension et le courant du circuit d'induit. De cette manière, le courant pouvant circuler dans le circuit d'induit est limité à une valeur déterminée par le réglage du curseur du rhéostat 63.
Cette limitation de courant assure non seulement une accélération douce du moteur mais a un effet primordial de régula- tion pendant l'enroulement normal, comme il sera expliqué plus loin lors de la description du fonctionnement du dispositif complète
Le condensateur 66 est mis, en série avec la résistance 67, aux bornes du condensateur de filtrage 107 (2 MFD) afin d'éviter une paresse de' la commande de limitation de courant qui serait due au retard-apporté par la charge et la décharge du condensateur de filtrage 107, lors de variations rapides du courant de charge du moteur, comme il est expliqué plus en détail dans le brevet belge N 4880848 (WE. 25.118).
Un condensateur 111 (0,1 MFD) et une résistance 112 (47.000 ohms) sont connectés en série entre l'anode et la grille de commande 103 du maî- tre-tube 102. Le condensateur 111 est court-circuité par le contact 19 du contacteur F aussi longtemps que le moteur M n'est pas connecté. Au moment du démarrage du moteur M, c'est-à-dire quand le contacteur F se ferme, le condensateur 11 est d"court-circuité. A cet instant, la tension de grille du maître-tube 102 a une valeur élevée déterminée en substance par la ten- sion du rhéostat 41.
Partant de cette valeur initiale élevée, la tension de grille baisse graduellement et réduit en proportion la chute de tension dans la résistance de charge anodique 83 de manière à avancer le point d'al- lumage des redresseurs d'induito Cependant, comme le condensateur 111 est maintenant soumis à la tension entre la grille et l'anode du tube 102, la charge du condensateur freine la chute de la tension de grille et aussi l'a- vance donnée aux points d'allumage des.redresseurs d'induito Cette influen- ce cesse quand le condensateur est pleinement chargé, mais la constante de temps du circuit capacitif (111, 112) suffit à éviter les pointes initiales de courant élevées qui se produiraient autrement immédiatement après la mise en marche.
Le condensateur 111 et la résistance 112 constituent un circuit de contre-réaction qui améliore la stabilité de la commande et de la régu- lationo Quand on arrête le moteur en actionnant le contact d'arret 36, le contacteur F déclenche et court-circuite le condensateur 111 par'le contact 19.
La grille'303-dû maître-tube'102 est ainsi reliée à l'anode, forçant le tube 102 à produire un courant anodique élevé et à augmenter la chute de tension dans la résistance 830 Il s'ensuit que le fil de grille 81 des redresseurs d'induit devient négatif et bloque les tubes redresseurs d'in- duito
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On décrira d'abord les dispositifs de commande d'inducteur, avant de décrire le fonctionnement des redresseurs d'induit et des dispositifs de commande associes en relation avec le fonctionnement du dispositif entier.
L'enroulement inducteur 8 du moteur M est alimenta par le secon- daire 3 (580 volts) à travers un tube redresseur à commande 167 (type WL 5557) dont la grille porte la référence 168. Une résistance- de charge 169 (5.000 ohms) est mise en parallèle sur l'inducteur 8. Un autre tube redresseur 171 (type WL 5557) est mis aux bornes de l'inducteur 8 afin que le courant induc- teur continue à circuler pendant les intervalles non conducteurs du tube re- dresseur 1670 De cette manière, l'inducteur 8 est alimenté pratiquement par du courant redressé à double alternance monobstant le fait que le tube 167 est seul à commande par grille.
Le courant de chauffage des cathodes des tubes 167 et 171,-provient du secondaire 172 d'un transformateur auxiliai- re 173 dont le primaire est alimenté à travers un circuit déphaseur 174, par le secondaire 4 du transformateur 1. Un autre secondaire 175 (20 volts) du transformateur 173'produit une composante de tension de grille alternative déphasée pour le tube,167.
Le circuit de grille du redresseur d'inducteur 167 va de la gril- le 168 par une résistance 176 (220000 ohms), un conducteur de grille 177, une résistance 178 (7,5 ohms) et un fil 179, au curseur d'un rhéostat 180 (400 ohms), de là par la partie de gauche du rhéostat 180, une résistance 181 (30000 ohms) et une partie d'un rhéostat 182 ( 500 ohms) au curseur de ce dernier, d'où il va par une résistance réglable 183 (50000 ohms), une résistance 184 (120500 ohms) et une résistance de charge de tube 185 (22.000 ohms) à un fil 186 relié par le secondaire 175 du transformateur déphaseur 173 au fil de cathode 187 du redresseur d'inducteur.
Ce circuit de grille du redresseur d'inducteur comprend les sources suivantes de composantes de tension de griller (c1) Une source est représentée par le secondaire 175 du trans- formateur 173 qui applique.au circuit de grille du redresseur d'inducteur une composante de tension de grille alternative déphasée, d'environ 90 de préférence, par rapport à la tension anodique.
(c2) La seconde source est représentée par le circuit résistif composé du rhéostat 180, de la résistance 181 et du rhéostat 1820 Ce cir- cuit est connecté aux bornes de sortie d'un tube de redressement à double alternance'188 alimenté par le secondaire 93 du transformateur 90 et appli- que au circuit de grille du redresseur d'inducteur une composante de ten- sion de grille continue constante réglable au moyen du curseur du rhéostat 1800 Le réglage du curseur du rhéostat 182 détermine la valeur de la tension à maintenir dans la matière enroulée. Le rhéostat 180 permet de régler la. vitesse maximum du moteur Mo (c3) La troisième source de composante de tension de grille pour le redresseur d'inducteur comprend le circuit à résistance réglable composé des résistances 183 et 184.
Ce circuit est mis en parallèle avec un condensateur'de filtrage 189 (2 MFD) aux bornes de sortie d'un tube re- dresseur double 190 (6x5 GT) à double alternance alimenté par le secondaire 60 du courant de transformateur.58. La composante de tension de.grille ainsi appliquée au circuit.de grille est proportionnelle au courant d'in- duit du moteur et se trouve en série et en opposition avec la composante de tension grille provenant de la source (c2) réglée au moyen du curseur du rhéostat 1820 Par conséquent, pendant l'enroulement, la tension propor- tionnelle au courant de la source (c3) est constamment comparée à la ten- sion constante réglable de la source (c2).
Il s'ensuit que le circuit de grille est commandé en vue de la régulation.de la tension de sortie du re- dresseur d'inducteur afin de maintenir un courant constant dans le circuit d'induit.
En plus des sources de tension (c1), (c2), (c3) intervenant dans certaines conditions de fonctionnement, le circuit de grille du redres- seur d'inducteur est pourvu de deux autres sources de tension de grille (c4), (c5) qui n'interviennent que dans d'autres conditions, comme il sera expli- qué maintenant.
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(c4) La résistance 185 est connectée comme une charge anodique dans le circuit plaque d'un tube à vide 191 (WL-2050). Ce circuit va de la cathode par les résistances 180, 181, 182, 183, 184 et 185 à l'anode. Une composante constante réglable de tension plaque est appliquée au tube par les éléments 180, 181 et 182 tandis qu'une autre composante de tension pla- que, proportionnelle au courant d'induit du moteur, est appliquée par les éléments 183 et 184. Il s'ensuit que l'anode du tube 191 est normalement négative par rapport à la cathode et ne devient suffisamment positive que lorsque l'excitation du moteur est devenue assez faible pour que le courant d'induit dépasse une valeur limite donnée.
Ce n'est qu'à ce moment que le tube 191 fait passer du courant dans le circuit 180-181-183 184-185 et ap-- plique une chute de tension correspondante aux bornes de la résistance de charge 185 et dans le circuit de grille des tubes redresseurs d'inducteur.
Cette chute de tension aux bornes de la résistance 185, c'est-à-dire la ten- sion de la source (c4), remplace ou surmonte la tension de la source (c3) et maintient l'allumage des tubes redresseurs d'inducteur 167 et 171 à un niveau minimum réglable au moyen du rhéostat 1800 On remarquera que le tu- be 191 et sa résistance de charge 185 n'interviennent pas dans la régula- tion du moteur pour le maintien de la tension constante d'enroulement mais constituent une commande limiteuse de vitesse en donnant une limite minimum définie d'excitation à l'inducteur du moteuro (c5)
Une source de tension de grille intervenant temporairement et conditionneldement dans le circuit de grille du redresseur d'inducteur peut'aussi être constituée par la résistance 1780 Cette résistance de va- leur ohmique faible est connectée en série avec une résistance semblable 192 (15 ohms), aux bornes de l'induit 7 du moteur, quand les contacts 17 et 18 du contacteur F sont fermés.. Les résistances 178 et 192 servent de résis- tances de freinage en génératrice quand le moteur ralentit après déclenche- ment du contacteur F., le contact d'arrêt 36 ayant été aetionnéo Si cela se produit quand le mandrin de l'enrouleuse est presque vide et que le mo- teur tourne donc à une grande vitesse correspondante, le freinage dynamiqtB est ordinairement faible.
Cependant, la chute de tension produite alors aux bornes de la résistance 178 intervient dans le circuit de grille du redres- seur-d'inducteur pour polariser les tubes redresseurs à plein courant, ce qui renforce l'excitation du moteur en vue d'un freinage rapideo
En considérant cette fois le fonctionnement de l'ensemble, la description précédente montre qu'n choisissant et agençant convenablement les composantes des circuits, de la façon précitée, le redresseur d'induit maintient, avec ses dispositifs de commande associés, la tension d'induit constante dans une gamme donnée de vitesses de moteur ou de diamètres de ma- tière enroulée, tandis que le redresseur d'inducteur et ses dispositifs de commande associés interviennent simultanément pour maintenir le courant d'induit du moteur constant.
Donc, pendant l'enroulement et dans les limi- tes de vitesses précitées le moteur est commandé de manière à fournir de la puissance constante à l'enrouleuseo Il s'ensuit que la vitesse de rotation du moteur et de l'enrouleuse varie quand le diamètre de la matière enroulée augmente (ou diminue) de manière à maintenir une tension substantiellement constante d'enroulement sur la matière enroulée.
La gamme de vitesses dans laquelle on maintient de manière pré- cise une telle constance de puissance et de tension à l'aide du dispositif décrit ci-dessus, est d'environ 4 à 1, ce qui correspond à un rapport de dia- mètres de matière enroulée de 4 à 1. Cependant, le dispositif permet un en- roulement satisfaisant dans une gamme de vitesses beaucoup plus étendue, grâce aux caractéristiques suivantes.
Le curseur du rhéostat potentiométrique 182 du dispositif de commande d'excitation, dont la.position ou le réglage détermine la tension à maintenir constante dans la matière enroulée, est lié au réglage du cur- seur ou au rapport potentiométrique du rhéostat 63 du dispositif de comman- de de limitation de courant d'induit, de telle façon que la valeur du cou- rant d'induit à laquelle l'action de limitation du courant (sous l'effet de la résistance 83 et des tubes 102 et 106) commence, ne soit que légèrement
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supérieure à la valeur du courant d'induit pour laquelle les dispositifs de régulation de la tension d'excitation sont réglés (par le rhéostat 182) en vue de la régulation de la tension d'excitation assurant un fonctionnement à tension constante pendant la marche du moteur à puissance constante.
Plus exactement,le rhéostat 63 est réglé de telle façon que le dispositif de commande de limitation du courant dans le circuit d'induit réponde à une valeur critique de courant d'induit exactement suffisante pour maintenir la commande de limitation inopérante pendant toute la marche du moteur à. puissance constante, c'est-à-dire jusqu'au moment où le circuit inducteur est pleinement excité par le redresseur d'inducteur qui est conducteur au maximum à ce moment;
mais cette valeur critique du courant est inférieure à la limite de charge du dispositif limiteur de courant qui, dans les dis- positifs de commande classiques, sert à éviter des surcharges capables d'en- dommager les tubes redresseurso En conséquence quand, dans un appareillage conforme à l'invention, la matière s'est enroulée sous tension constante jus- qu'à atteindre-le diamètre correspondant à l'excitation maximum du circuit inducteur, toute augmentation supplémentaire du diamètre de la matière en- roulée provoque le petit accroissement de courant d'induit nécessaire pour faire intervenir la commande de limitation du courant du circuit d'in- duito Cette augmentation, provoquée par la faible amplitude de la réponse du courant critique, est trop faible pour augmenter de façon appréciable la tension dans la matière,
de sorte que le passage de la régulation de la tension d'induit en fonction de la tension à la régulation en fonction du courant n'a pas d'effet désavantageux ni même un effet notable sur la tension de la matière enroulée Dès que le dispositif limiteur de courant entre en jeu, il commande la tension d'induit de manière à maintenir le courant d'induit constant pendant la suite de l'enroulement. Comme l'induc- teur est alors à excitation constante, le couple du moteur restera constant pendant le reste de l'enroulement et la tension dans la matière diminue lé- gèrement, sensiblement proportionnellement au diamètre de la matière enrou- lée.
Ce passage automatique de la marche à puissance constante à la marche à couple constant résulte en une gamme plus étendue de rapports de diamètres de matière enroulée, par exemple 6 à 1 ou 8 à 1 au lieu de 4 à 1, le rapport maximum exact dépendant de la diminution de tension admissible dans la matière, dans un cas d'application donnée
Pour obtenir ces résultats, le réglage du limiteur de courant, d'induit (rhéostat 63) doit se faire en fonction du réglage de la tension par la commande de tension d'excitation (rhéostat 182). Dans ce but, on réalise de préférence la commande unique du rhéostat 63 de limitation de courant d'induit et du rhéostat de réglage de tension 1820 Dans la forme d'exécution représentée ces deux réhostats constituent deux potentiomètres en tandem,
les curseurs étant réunis mécaniquement, comme le montre la li- gne en traits interrompus 200, de manière à se déplacer ensemble. Par con- séquent, le réglage de limitation du courant par la commande de la tension d'excitation est réalisé en fonction du réglage de la tension de commande de la tension d'induit. 'Donc, quelle que soit la façon dont le réglage de la tension de la matière se fait, la matière s'enroule d'abord (à dia- mètre de matière enroulée croissant) sous tension constante jusqu'à plei- ne excitation et ensuite à couple constant dont la valeur est toujours pré- déterminée par le réglage correspondant du rhéostat 63 de manière à faire entrer en jeu la commande de limitation de courant dans les redresseurs d'in- duit pour une très.petite augmentation du courant d'induit.
Ce fonctionnement perfectionné est non seulement intéressant par- ce qu'il assure une marche régulière pour de plus grands rapports de diamè-- tres de matière enroulée, mais il est utile aussi dans les enrouleuses à ten- sion constante où le rapport de diamètres prévu pourrait être dépassépar accident.
Alors que dans les enrouleuses à tension constante de type cou- rant le courant d'induit augnente fortement dès que l'inducteur est pleine- ment excité de sorte que, lorsque le diamètre de matière enroulée maximum est dépassé, la bande ou la matière en feuille est-prête à casser sous la tension exagérée, les changements automatiques décrits du réglage de la li-
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mitation du courant en fonction du réglage de la tension-évite l'endommage- ment de la bande parce que la tension dans la matière n'augmente que très légèrement quand le diamètre de la matière enroulée augnente au-delà de la condition de pleine excitation et, très peu de temps après, la tension di- minue même et descend en-dessous de la valeur constante de tension prévue,
Quoique l'on ait décrit une forme d'exécution déterminée de l'invention,
il est évident que l'on peut y apporter de nombreux changements et modifications en ce qui concerne les circuits, les pièces détachées et d'autres détails. Par exemple, on peut utiliser sans difficiltés des dispo- sitifs limiteurs de courant, des circuits de grille de tube, des circuits transformateurs ou des alimentations de courant autres que ceux indiqués dans l'exemple, aussi bien que d'autres dispositifsredresseurs et amplificateurs tels que des amplificateurs magnétiques avec selfs à saturation et des redres- seurs à deux électrodes de tout type convenable mis en série.
REVENDICATIONS.
EMI10.1
==c========================== la - Dispositif de commande pour moteur d'enrouleuse à mandrin, comprenant un circuit d'induit et un circuit inducteur de moteur; une ali- mentation de tension d'inducteur réglable reliée au circuit inducteur et com- prenant un circuit de commande de tension d'excitation, le circuit de comman- de d'excitation ayant un circuit répondant au courant relié au circuit d'in- duit et répondant au cours d'induit pour la régulation de la tension du cir- cuit inducteur de manière à maintenir le courant d'induit à une valeur cons- tante dans une première gamme de vitesses de rotation correspondant à la gam- me limitée par les valeurs minimum et maximum de la tension d'excitation;
une alimentation de tension d'induit réglable reliée au circuit d'induit et comprenant un circuit de commande de tension d'induit, ce circuit de comman- de de tension d'induit ayant un circuit répondant à la tension relié au cir- cuit d'induit pour la régulation de la tension du circuit d'induit de maniè- re à la maintenir constante ;
et un dispositif de commande de limitation de courant relié au circuit d'induit et répondant à une valeur de courant limi- te inférieure aux conditions de surcharge du courant d'induit et supérieure à la valeur constante de courant précitée, de manière à ce qu'il agisse après que la tension d'excitation ait atteint sa valeur maximum, le dispositif de commande de limitation de courant étant connecté au circuit de commande de tension d'induit pour maintenir le courant d'induit constant à cette valeur limite dans une.seconde gamme de vitesses de rotation inférieures à et ve- nant à la suite de la-dite première gamme.