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DISPOSITIF POUR LA COMMANDE AUTOMATIQUE DU DEPLACEMENT D'ORGANES EXECUTANT
UN MOUVEMENT DE VA ET VIENT.
L'invention se rapporte à des installations pour la commande au- tomatique du déplacement d'organes exécutant un mouvement de va et vient'.
Jusqu'à présent, les installations de cette nature étaient constituées presque exclusivement par des butées mécaniques par l'intermédiaire desquel- les étaient donnés des ordres pour l'inversion du sens du mouvement. Comme il n'est pratiquement pas possible de régler les butées mécaniques pendant le mouvement, en particulier quand il s'agit d'un mouvement de va et vient rapide , pour augmenter ou pour diminuer la course de l'organe à commander, on a cherché la possibilité de procéder à une inversion sans avoir recours à l'emploi de ces butées mécaniqueso On a proposé à cet effet, pour obtenir l'équilibre,
l'emploi d'un pont électrique relié à l'organe à commander pour actionner un organe de couplage se chargeant de l'inversiono Mais on ne peut pas obtenir de cette manière des résultats satisfaisants. En effet, quand on emploie des ponts électriques avec tension de travail ayant la gran- deur ordinaire, la tension, dont on dispose au voisinage du point d'équilibre désiré, diffère tellement peu de la tension pour le point d'équilibre lui- même,que, dans l'hypothèse la plus favorable, la différence entre ces ten- sions suffit pour l'exécution d'une opération de couplage seulement à une distance assez grande du point d'équilibre.
Mais, en général, les diffé- rences de tension, dont on dispose quand on emploie des ponts normaux, sont tellement petites, que l'on ne peut obtenir aucun couplage exact, c'est-à- dire aucune limitation exacte du mouvement de l'organe à commander.
Les défauts dont il vient d'être question, que présente un pont alimenté par la tension ordinairement employée jusqu'à présent.,,peuvent être supprimés au moyen d'une augmentation considérable de ,cette tension d' alimentation. L'élévation de la. tension d'alimentation a cependant, de son côté pour conséquence, des inconvénients, qui en interdisent pratiquement l'emploi. D'une part en effet, la tension élevée qu'il faut choisir crée une source importante de dangers pour le personnel de conduite et d'autre part; les éléments de construction et les ponts électriques ordinairement
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employés jusqu'à présent ne sont pas à la hauteur des tensions élevées nécessaires.
L'invention permet-par contre d'employer le procédé d'équilibre d'un pont électriqùe pour actionner un organe de couplage du fait que le pont est relié à l'organe de couplage par l'intermédiaire d'un amplifica- teur. Quand on emploie cette disposition, il y a lieu de supposer que la cadense de couplage doit se produire quand la tension appliquée à l'am- plificateur est égale à zéro. Sous cette condition, l'amplificateur con- tribue à ce que les légères différences de tension du pont, existant de part et d'autre du point de fonctionnement, prennent, sur l'organe de couplage qui est, par exemple, un Thyratron, une valeur beaucoup plus grande et arrêtent le passage du courant à travers le thyratron tandis qu'à l'instant de la valeur zéro,
la tension d'arrêt dans le thyratron s'abaisse momentanément et libère ainsi le passage du courant, c'est-à- dire ferme le circuit de couplage. Mais l'emploi de l'amplificateur ne permet pas seulement d'employer un pont électrique à faible tension d'ali- mentation pour le but dont il est question; il offre en outre cet avantage que le point de fonctionnement choisi peut être délimité d'une manière extrêmement précise. Par suite, l'inertie de l'organe de couplage, du thy- ratron par exemple, ne peut avoir pratiquement aucun inconvénient.
Il est recommandé de rendre l'amplificateur réglable, afin de pouvoir, de cette manière, adapter la sensibilité de fonctionnement aux né- cessités se présentant dans chaque cas.
On peut fournir à l'installation suivant l'invention un complé- ment judicieux en appliquant à l'amplificateur,outre la tension du pont, une tension supplémentaire constante., de telle sorte que la différence entre les deux tensions se produise à l'entrée de l'amplificateur. Dans ce cas également, le couplage s'effectue à l'instant où se trouve atteinte la valeur zéro de la tension à laquelle est soumis l'amplificateur. L'avan- tage de la tension supplémentaire constante appliquée réside en ce qu'il se, produit un plus fort accroissement de tension de sens opposé quand l'organe commandé dépasse faiblement, dans son mouvement de va-et-vient, le point d'inversion. Dans ce cas en effet, la tension restante du pont s'ajoute à la tension supplémentaire.
La tension élevée renforcée de sens ôpposé peut être utilisée alors d'une manière particulièrement avantageuse pour l'exécution d'un couplage de sûreté et par exemple pour actionner un in- terrupteur principal qui arrête toute l'installation.
Il est recommandé de prendre la tension supplémentaire constan- te. à la source de courant qui fournit la tension d'alimentation du pont.
Cela est particulièrement avantageux dans le cas où le pont est alimenté en courant alternatif, afin qu'il y ait entre la tension restante du pont ' et la tension supplémentaire un rapport de phases qui soit fixe..
Par ailleurs, il peut être avantageux de rendre la tension sup- plémentaire réglable, afin, le cas échéant,¯de rendre disponible de cette manière un moyen supplémentaire pour le réglage du point d'équilibre du pont.
L'objet de l'invention est représenté d'une manière détaillée par un schéma de couplage que donne la figure 1.
Iïne autre amélioration de l'invention est fournie par une dis- position, qui donne à la fois une simplification de l'ensemble du mécanis- me et une amélioration de la précision de l'inversion. Suivant l'invention on obtient ces deux avantages en prévoyant pour la commande des deux sens du mouvement un organe de couplage commun, dont les impulsions de couplage sont transmises à l'organe à commander par un dispositif d'inversion.
L'objet de ce perfectionnement est représenté sur les figures 2 et 3 sous une forme de réalisation.
Un-tout autre moyen consiste à se servir de fréquences déter-' minées pour l'exécution des inversions désirées. Il est naturellement nécessaire de disposer à cet effet d'une certaine zoné de fréquences et des
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moyens à l'aide desquels on peut ou bien choisir dans une zone constante de fréquences une fréquence variable, ou bien prendre une fréquence constante dans une zone variable de fréquences.
L'installation suivant l'invention se compose alors d'un géné- rateur de fréquences, d'un système de commande pour la distribution des fréquences produites sur une zone de fréquences déterminée, à l'aide d'un moyen de réglage participant au mouvement de l'organe à commander., d'un dispositif de réglage subordonné au système de commande et destiné au déca- lage de la zone de fréquences et d'un système sélecteur pour la fréquence pro- duisant la cadence de couplage.
On peut obtenir une simplification importante de l'installation suivant l'invention, par la suppression du dispositif de réglage pour la zone de fréquences en rendant accordable le système sélecteur de la fréquence produisant la cadence de couplage.
Pour les buts que se propose l'invention, on peut appliquer toutes les possibilités pratiques de production des fréquences et de dis- tribution des fréquences sur une zone de fréquences déterminée. Il s'est avéré qu'une exécution particulièrement judicieuse était constituée par un générateur de fréquences se composant d'un relais ou d'une lampe et d'un pont électrique et couplé de telle manière que le relais ou la lampe agisse comme interrupteur périodique du pont. On peut employer à cet effet, comme système de commande pour la distribution des puissances produites, deux résistances de pont dont on peut faire varier le rapport au moyen d'un con- tact frottant.
Si l'on emploie., en liaison avec les éléments ci-dessus-, un dispositif spécial de réglage pour le décalage de la zone de fréquences, ce dispositif peut être constitué par une résistance de pont réglable ou par les résistances de pont réglables ne participant pas à la distribution des fréquences
Une autre réalisation qui est particulièrement judicieuse, con- siste à employer comme générateur de fréquences un vibrateur électrique connu en soi, le système de commande produisant la distribution des fréquen- ces étant alors constitué par des moyens d'accord, réglables, du vibrateur Ces moyens d'accord, réglables, peuvent être une capacité, une inductance ou des résistances.
Lorsqu'on désire dans ce cas un dispositif de réglage spécial pour le décalage de la zone de fréquences, on peut faire interve- nir dans ce but les moyens d'accord du vibrateur qui ne participent pas à la distribution des fréquences.
L'objet de ce nouveau perfectionnement est représenté schémati- quement sur les figures 4, 5 et 6, dans quelques formes de réalisation.
La figure 1 montre les parties principales du couplage qui com- prennent le pont B, l'amplificateur V et l'organe de couplage S. Le pont B contient une résistance à frottement 1 et les deux résistances de pont 2 et 3; l'une de ces résistances ou bien les deux peuvent être réglables.
Le pont est alimenté en courant alternatif. La diagonale du pont est rac- cordée à l'entrée de l'amplificateur V et elle contient la bobine secondai- re d'un transformateur 4 qui est alimenté par la même source de courant que le pont. La disposition du transformateur 4y c'est-à-dire l'insertion du transformateur 4 dans la diagonale du pont est telle que la tension induite supprime ou inverse la tension restante du pont de telle sorte que normale- ment, c'est-à-dire jusqu'au point de l'équilibre, la différence entre les deux tensions agit sur l'amplificateur. La tension alternative amplifiée est redressée en 5 et conduite à la grille d'un thyratron 6.
La grille est soumise à une pré-tension positive constante qui, normalement, est supprimée par la tension beaucoup plus grande, amenée par l'intermédiaire du transformateur, mais qui agit momentanément avec sa pleine valeur dès que la tension amenée à l'amplificateur et, par suite aussi la tension pri- se à l'amplificateur, atteint sa valeur zéro. De cette manière on obtient pour le thyratron 6 un point de fonctionnement très exactement délimité.
Dans le circuit anodique du thyratron 6 se trouve l'enroulement 7 d'un relais de couplage ou contacteur de couplage, qui exécute l'inversion d'
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une manière quelconque .
L'installation représentée sur les figures 2 et 3 est constituée essentiellement par le pont B, l'amplificateur V,l'organe de couplage S et 1@ dispositif de renversement de marche U.
Le pont B contient la résistance 1, qui peut être attaquée au moyen d'un frotteur, ainsi que les résistances de pont 1 et 2. L'une de ces résistances ou bien ces deux résistances peuvent être réglables. La diagonale du pont est raccordée à l'entrée de l'amplificateur. Le pont est alimenté en courant alternatif.
La sortie de l'amplificateur est raccordée par l'intermédiaire du redresseur 5 au thyratron 6-de l'organe de couplage S . Dans le circuit anodique i du thyratron, se trouve l'enroulement 7 du relais qui actionne le dispositif de renversement de marche U
Le dispositif de renversement de marche U contient un contac- teur principal R pour le déplacement vers la droite de l'organe à commander et un relais auxiliaire correspondant RH. Pour le déplacement vers la gau- che, il contient un contacteur principalapproprié L avec relais auxiliaire IH Les contacteurs et relais, dont il vient d'être question, sont montés IH telle manière qu'à la fermeture du circuit de travail, c'est ou bien le contacteur R avec son relais auxiliaire RH qui se trouve mis sous tension, ou bien le contacteur L avec son relais auxiliaire LH.
Le contacteur prin- cipal se trouvant en repos dans chacun des cas est coupé de part et d'autre: le contacteur L est coupé par l'intermédiaire des interrupteurs r et r qui sont fermés au repos, mais qui se trouvent en position d'ouverture lors (le- l'excitation du contacteur R et du relais auxiliaire RH. D'une manière cor- respondante, les contacts de repos 1 et lH sont actionnés par le contacteur L et par le relais auxiliaire correspondant LH. Chaque contacteur principal est équipé avec un contact de retenue automatique, de sorte que son circuit demeure fermé même après que le relais 7 a été actionné de nouveau. A l'in- version du relais 7, il ne se produit tout d'abord aucune modification dans les circuits de R et RH.
C'est seulement quand l'inversion du relais 7 s'a- chève, c'est-à-dire quand le circuit du relais auxiliaire LH se ferme, que le contact lH s'ouvre, de sorte que le contacteur R cesse d être sous ten- sion. Mais comme, dans ces conditions, le contact de retenue automatique s'arrête aussi, le contacteur RH cesse également d'être sous tension. Il s'ensuit que les contacts de repos r et rg se ferment et que par conséquent le contacteur principal L se trouve mis sous tension. L'inversion est ainsi terminée. Quand le relais 7 est actionné de nouveau, le couplage se trouve rétabli conformément à la représentation de la figure 2.
L'installation représentée sur la figure 4 se compose d'un pont B, d'une bobine de relais 7, d'un amplificateur V servant d'organe de sé- paration, d'un jeu de circuits de résonance 8, 8a, avec leurs lampes de cou- plage 9., 9a et leurs relais de couplage, 10, 10a.
Le contact 7a du relais 7 se trouve dans le pont, de sorte que le relais agit comme interrupteur du pont. Le pont contient les résistan- ces 2, 3 et 1, le rapport entre ces deux dernières pouvant être modifié à l'aide du frotteur 14. Le frotteur 14 est raccordé à l'organe dont le mouvement de va et vient doit être commandé. Les deux circuits de résonan- ce 8 et 8a sont accordés sur les fréquences qui sont choisies dans chaque cas pour l'inversion du mouvement ou qui sont choisies à volonté pendant le mouvement à commander. Les relais de couplage 10 et 10a sont utilisés pour mettre les moteurs en circuit pour les différents mouvements ou pour des accouplements appropriés.
En bref,le mode de fonctionnement de l'installation est le suivant
Quand on met le pont sous tension, le relais 7 se trouve excité en raison du désaccord du pont existant tout d'abord et il ferme son contact 7a. Le désaccord du pont se trouve ainsi supprimé ou diminué, de sorte que le courant parcourant la bobine de relais 7 tombe au-dessous de la valeur
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de retenue de sorte que le contact 7a s'ouvre. Le désaccord s'établit ainsi de nouveau de sorte que le phénomènè précédemment décrit se reproduit. La fréquence de l'actionnement du relais 7 dépend, d'une part, de la tension dans l'état de désaccord du pont et, d'autre part, du degré du désaccord quand le contact 7a est fermé.
Les deux tensions varient suivant la varia- tion du rapport des résistances, c'est-à-dire suivant la variation de la position du contact frottant 14. Quand le contact frottant 14 exécute une course complète, la fréquence de fonctionnement . du relais 7 varie lors d'une grandeur déterminée des résistances du pont, par exemple de 5Hz envi- ron jusqu'à 150 Hz. Cela signifie qu'à chaque position du frotteur 14 cor- respond une fréquence déterminée. Par un équilibre approprié des circuits de résonance 8 et 8a, on peut donc déterminer deux positions du frotteur 14 pour mettre en action les relais de couplage 10 ou 10a par l'intermédiaire des lampes de couplage 9 ou 9a, et par suite produire ainsi l'inversion du sens du mouvement de l'organe à commander.
Le mode de fonctionnement qui vient d'être exposé correspond au cas où le trajet que parcourt l'organe à commander est toujours de même gran- deur et prend la même position. Pour modifier la grandeur de ce trajet, on peut modifier d'une manière appropriée le réglage des circuits de réso- nance 8 et 8a. On peut modifier la position du trajet par diminution ou par augmentation des résistances 2 et 3 ou bien de l'une d'entre elles.
Par ailleurs, la modification des résistances 2 et/ou 3 peut être employée également pour modifier la grandeur du trajet, les circuits de résonance pouvant alors être maintenus constants.
L'installation suivant la figure 5 diffère de celle qui est représentée sur la figure 4 seulement par le fait que le relais .7 est rem- placé par une lampe 11 avec ses éléments de couplage. Ces éléments de cou- plage comprennent un redresseur 11a, un condensateur llb et une résistance 11c. La tension se produisant diagonalement sur le pont est amenée par l'in- termédiaire du redresseur 11a à la grille chargée négativement de la lampe 11, de sorte que la pré-tension de la grille se trouve modifiée, dans le sens positif et que la lampe devient perméable au courant. La perméabilité de la lampe 11 au courant étant établie, le pont est accordé ou moins désac- cordé, de sorte que la tension du pont tombe et que la tension de la grille se modifie vers le côté négatif.
Il s'ensuit que le passage du courant se trouve de nouveau arrêté par la lampe. Ce phénomène se reproduit avec une fréquence relativement élevée dont la grandeur peut être, par ailleurs réglée à volonté.
La figure 6 montre une forme de réalisation dans laquelle le groupe produisant la fréquence est constitué par un vibrateur 12. Le vibra- teur 12 est raccordé par l'intermédiaire d'un transformateur 13 à l'amplifi- cateur V qui est en liaison avec les lampes de couplage 9, 9a, par l'inter- médiaire des circuits de résonance 8a, 8ao Le couplage du vibrateur 12 correspond à une exécution connue en soi. Les éléments déterminant la fréquence sont constitués par les deux résistances 12a et 12b, ainsi que par les condensateurs réglables 12c et 12d et 12c', 12d'. Au lieu.du vi- brateur représenté, on peut employer aussi un vibrateur ordinaire à réac- tion dans lequel il est prévu,, .entre autres, comme éléments déterminant la fréquence, des capacités et des inductances.
Les moyens d'accord qui ne participent pas à la distribution des fréquences sur une zone de fréquences déterminée, peuvent être employés pour déplacer, s'il en est besoin, la zone de fréquences.
Dans l'exemple de réalisation représenté, les résistances 12a et 12b, ainsi que les condensateurs 12c et 12d peuvent être employés pour la répartition des fréquences sur'une zone déterminée, tandis que les condensa- teurs 12c', et 12d' peuvent être employés pour provoquer un décalage de la bande de fréquences.
Dans toutes les formes de réalisation, il a été prévu des lampes de couplage 9 et 9a séparées et des relais de couplage 10 et 10a séparés de sorte que l'on dispose pour chaque sens du mouvement de l'organe à comman-
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der d'une lampe de couplage et de sonrelais de couplage. Bien entendu, il est possible aussi d'exécuter les deux inversions de mouvement à l'aide d' une lampe de couplage seulement et d'un relais de couplage seulement, le relais de couplage étant en liaison par l'intermédiaire d'un dispositif d'inversion avec les organes à commander du générateur de fréquence.
R E V E N D I G A T 1 0 N S .
1 Installation pour la commande automatique du mouvement d'or- ganes animés d'un mouvement de va-et-vient, par utilisation de l'équilibre d'un pont électrique réuni à l'organe à commander pour actionner l'organe de commutation, caractérisée par le fait que le pont est réuni avec l'or- gane de commutation par l'intermédiaire d'un amplificateur pouvant être convenablement réglé.