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DISPOSITIF'DESTINE A MAINTENIR ,PRATIQUEMENT CONSTANTE:LA'VITESSE'DE
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4ÇqàTIoN 'D'VN p:u;:: COURANT -CONTINU.
L'invention concerne un dispositif pour maintenir pratiquement constante la vitesse de rotation réglée dans une zone déterminée d'un moteur à courant continu dans lequel la tension aux bornes de l'induit est déterminée par le réglage d'un ou plusieurs tubes redresseurs. Dans de tels dispositifs connus, le dispositif de commande des tubes est influencé par la différence entre une tension continue constante réglée d'avance pour une vitesse de rota- tion désirée (tension de comparaison) et une tension continue proportionnelle à la force contre-électro-motrice' de l'induit.
Cette dernière tension est obtenue sous forme de la différence entre une tension continue proportionnelle à la tension aux bornes de l'in- duit et une tension continue proportionnelle à l'intensité du courant d'induit et généralement obtenue par l'intermédiaire d'un transformateur d'intensité.
Cet agencement, n'assure pas toujours une vitesse de rotation con- stante lors d'une variation du courant de charge. Comme première cause de cet inconvénient, on peut mentionner le facteur de forme, c'est-à-dire le quo- tient de l'intensité de courant efficace et de l'intensité de courant moyen- ne. Ce facteur de forme du courant alternatif d'alimentation qui est prélevé du transformateur d'intensité inséré, en série avec l'induit du moteur, dans le circuit de charge des tubes à décharge commandés est relativement plus éle- vé pour les faibles intensités que pour les fortes intensités du courant de charge. La différence relative peut atteindre 30 %. Il en résulte que la com- pensation est trop grande aux faibles vitesses, et trop faible aux vitesses élevées.
Bien qu'un réglage approprié de l'appareil de commande des tubes à décharge, permette, par exemple de maintenir pratiquement constante la vi- tesse de rotation au nombre de tours maximum dans toute la zone des courants de charge, il n'est pas possible d'obtenir en même temps cette constance de la vitesse au nombre minimum de tours; en général, cette vitesse augmentera avec l'intensité du courant de charge.
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Comme seconde cause de la différence par rapport à la valeur réglée de la vitesse de rotation, on peut mentionner la réaction d'induit, ce qui peut s'expliquer de la façon suivante.
Le courant d'induit crée dans l'induit un champ magnétique dont la direction est perpendiculaire à celle du champ principal. La combinaison de ces deux champs produit un champ résultant qui, pour la pièce polaire, si- tuée d'un côté est obtenu par l'addition des deux champs mentionnés, et qui pour la pièce polaire située de l'autre coté résulte de la soustraction de ces deux champs. Toutefois, le champ résultant de l'addition n'est pas égal à la somme des deux champs séparéspar suite de la saturation du circuit de fer, son intensité est beaucoup plus faible. De l'autre côté de la pièce po- laire, par suite de la soustraction, le champ résultant est très faible de sorte qu'en cet endroit, la saturation du circuit magnétique diminue.
Il va de soi que l'accroissement du champ d'un coté est plus petit que la diminu- tion du champ de l'autre côté. En moyenne, le champ d'induit réduit donc le champ principal. Cet affaiblissement du champ principal* influence aussi la vitesse de rotation et ce, d'une manière telle qu'en valeur absolue, l'in- fluence est plus grande aux grands nombres de tours qu'aux petits.
L'invention permet d'obvier à ces inconvénients.
Suivant l'invention, un dispositif pour maintenir pratiquement constante dans une gamme de réglage déterminée, la vitesse de rotation d'un moteur shunt à courant continu dans lequel la tension aux bornes de l'induit est déterminée par un ou plusieurs tubes à décharge dans le gaz ou dans la vapeur, dont le dispositif de commande est influencé par la différence entre une tension continue constante réglée d'avance pour la vitesse de rotation désirée (tension de comparaison) et une tension continue proportionnelle à la force contre-électromotrice de l'induit, est caractérisé par le fait que, dans le circuit de commande qui comporte la tension continue constante régla- ble, est appliquée en série,
avec cette dernière - du côté de la tension con- tinue constante correspondant à la plus faible vitesse de rotation- une ten- sion continue proportionnelle à l'intensité du courant d'induit .(tension de compensation) de grandeur telle que la vitesse de rotation reste pratiquement constante, même dans le cas de variations de l'intensité du courant de char- ge.
0-'est de la construction du moteur shunt utilisé qu'il dépend que la tension continue de compensation soit branchée en série ou en opposition avec la tension continue constante. Ce fait se détermine facilement par voie expérimentale. Il suffit aussi de modifier la tension de compensation, par exemple à l'aide d'un rhéostat, pour en déterminer, par voie expérimentale, la grandeur requise.
Dans une¯forme de réalisation appropriée de l'invention, le dis- positif de commande comporte deux circuits de commande montés en parallèle (par exemple entre la cathode et l'électrode de commande des tubes à déchar- ge et de préférence d'un tube amplificateur monté dans le circuit de comman- de des tubes à décharge), circuits auxquels on applique à l'un la tension continue constante et la tension de compensation et à l'autre, la différence entre la tension continue proportionnelle à la tension aux bornes, d'une part, et la tension continue proportionnelle à l'intensité de courant d'induit, d'autre part.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Sur la Fig. 1, un moteur à courant continu, comportant un induit 1 et un enroulement d'excitation 2, est alimenté, de façon connue, par un re- dresseur indépendant réglable ou non. Pour la facilité, ce redresseur n'est pas représenté sur le schéma. La tension aux bornes de l'induit 1 du moteur est fournie par un redresseur biphasé comportant deux tubes 3 et 4 commanda- bles à atmosphère de gaz ou de vapeur qui sont alimentes par le transformateur 5.
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Un dispositif 6 connu fournissant une tension alternative d'amor- gage réglable en phase (dispositif qui comporte, en général, un amplifica- teur), à la grille 7 du tube à décharge 3, est connecté à deux circuits de commande montés en parallèle. L'un des circuits comporte, en partant du dis- positif 6, la résistance de grille R1, une partie du potentiomètre réglable R pour la tension continue constante (tension de comparaison) une partie du potentiomètre R( qui sera provisoirement laissé hors cause) et est.con= necté à la cathode du tube 3. La tension de comparaison constante est four- nie par une source de tension continue 8 qui est stabilisée par le tube 9 et qui est reliée (par l'intermédiaire de R3) au potentiomètre R2.
Le second circuit comporte la résistance de grille"R., la résistance R et une partie du potentiomètre R6 et est également connecté à la cathode du tube 30 Le montage connu ne comporte pas la résistance R3 et de plus, le sommet du po- tentiomètre R2 et la base de la résistance R83 sont reliés directement à la cathode. Dans ce montage connu, le dispositif 6 est donc influencé par la différence entre la tension de comparaison constante aux bornes du potentio- mètre R et la tension existant dans l'autre circuit R4, R5 et R6. La ten- sion continue résultante dans ce circuit est opposée à la tension continue dans l'autre circuit de grille, comme l'indiquent les signes + et -, de sor- te que, par rapport au dispositif 6, on peut donc parler de la différence entre les deux tensions continues.
La tension continue dans le circuit R4, R5 et R6 est proportion- nelle à la force contre-électromotrice de l'induit à une vitesse de rotation déterminée et est obtenue par la différence entre la tension continue pro- portionnelle à la tension obtenue aux bornes des résistances R5 et R qui sont connectées à l'induit 1 par l'intermédiaire d'une résistance R7 et de la tension continue proportionnelle à l'intensité du courant d'induit obtenue aux bornes de la résistance R6 qui est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance (R8 et R3) à un redresseur 10.
Ce redresseur est alimenté par un transformateur d'intensité 11 dont les enroulements primaires 12 sont insérés dans les circuits anodiques des tubes à décharge 3 et 4, de sorte que la tension continue fournie con- stitue une mesure de l'intensité du courant d'induit. La tension continue aux bornes de la résistance R6 est donc proportionnelle à l'intensité du courant d'induit absorbé lorsqu'on laisse hors cause la composante de tension d'induit qui se manifeste grâce aux résistances R, R, R7.
Cette tension est déduite dans le circuit de grille R4, R5, R6 et cathode du tube 3 de la ten- sion aux bornes des résistances R et R6 qui est proportionnelle à la ten- sion aux bornes de l'induit 1, de sorte que, dans le circuit de grille sub- siste une tension continue résultante qui est proportionnelle à la force con- tre-éleotromotrice de l'induit et qui est opposée à la tension de comparai- son aux bornes de la résistance R2. Le nombre de tours désiré du moteur est déterminé par le réglage du contact 13 de la résistance R2. Lorsque le contact se trouve à la partie inférieure de la résistance R22, on obtient la vi- tesse maximum et lorsqu'il occupe une position supérieure, la vitesse mini- mum.
La commande du tube 3 s'obtient, par exemple, par un déphasage de la tension alternative de commande (éventuellement une tension à front raide) qui est fournie par le dispositif 6 qui est de nouveau influencé parla ten- sion continue résultante dès circuits de grille mentionnéso
Un montage judicieux de ce pont permet, par exemple, de mainte- nir la vitesse constante au nombre.de tours maximum, bien que l'intensité du courant de charge dans l'induit 1 varie. Cependant, ce résultat n'est pas obtenable pour le minimum de tours (en supposant que le montage ne comporte pas la résistance R3).
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L'application de l'invention, c'est-à-dire le montage en série d'une tension continue (obtenue aux bornes de la résistance R ) proportionnelle à l'intensité du courant d'induit, et de la tension de 'comparaison obtenue aux bornes de la résistance R2 - à savoir du côté correspondant au nombre de tours minimum, donc du côté supérieur de R2 - permet d'obtenir une compensation telle que les faibles vitesses restent egalement pratiquement constantes lors d'une variation de l'intensité du courant charge.
De la ma- nière dont les résistances R et R sont montées sur la Fig. 1, la tension continue aux bornes de R est soustraite de la tension continue aux bornes de R par le fait qu'aux faibles vitesses de rotation, lorsque le contact 13 se trouve à la partie supérieure, la tension continue a une certaine valeur négative proportionnelle à l'intensité du courant d'induit (la tension aux bornes de R3) dans le circuit de grille R1, R2, R, cathode.
Suivant la construction et le montage du moteur shunt utilisé, il peut cependant aussi être nécessaire de prélever de R une tension positive par rapport à la tension aux bornes de R2. Dans ce cas, il faut modifier légèrement le schéma de montage de la manière indiquée sur la Fig. 2. Sur cette figure, les organes correspondant à ceux de la Fig. 1 portent les mêmes chiffres de référence que sur cette dernière. La résistance R3 étant maintenant insérée entre la borne positive du montage redresseur 10, 11 et la cathode du tube à décharge 3, la tension aux bornes de R est ajoutée, dans le circuit cathodique R3, R2, R1, dispositif 6, à la tension de comparaison constante obtenue aux bornes de R2. Ceci est indiqué de façon très claire par les signes - et + que portent ces résistances.
Il est facile de déterminer, par voie expérimentale, si la ré- sistance R3 doit être montée suivant le schéma de la Fig. 1, ou suivant ce- lui de la Fig. 2.
En réalisant R sous forme de potentiomètre, on peut régler la grandeur de la tension de ompensation indispensable qui en est prélevée.
De ce qui précède, il résulte qu'il peut exister aussi des mo- teurs shunts tels que la tension aux bornes de R3 ne doive être ni ajoutée ni soustraite, c'est-à-dire des moteurs tels que le potentiomètre R3 est superflu.