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DISPOSITIF DE REGLEE DE LA VITESSE DE ROTATION D'UN MOTEUR A COURANT
CONTINU.
L'invention concerne un dispositif de réglage de la vitesse de rotation de moteurs à courant continu, en particulier de moteurs shunt, dont l'induit est alimenté par l'intermédiaire de tubes à décharge dans le gaz ou dans la vapeur, à commande par la grille.
Dans certains dispositifs connus., la vitesse de rotation de ces moteurs est réglée par le fait que l'alimentation de l'induit s'effectue, par l'intermédiaire de tubes à décharge à commande par la grille, par un secteur à courant alternatif et la vitesse de rotation du moteur est déterminée par les moments d'amorçage des récipients à décharge pendant les alternances positives de la tension alternative d'alimentation.
Pour de tels dispositifs, il faut tout d'abord disposer d'une tension alternative; de plus, ils présentent un inconvénient : lorsque le temps pendant lequel les récipients à décharge sont conducteurs est court, la tension anodique, de forme sinusoïdale, ne permet d'obtenir qu'un faible couple de rotation, de sorte qu'en charge, la gamme de réglage de la vitesse est très limitée.
L'invention obvie à cet inconvénient, et permet l'emploi total de la puissance d'un moteur à courant continu à vitesse réglable en allmentant par intermittence le moteur tournant à la vitesse de régime choisie, par une tension continue de valeur pratiquement constante.
Suivant l'invention, l'induit du moteur à régler est alimenté par une source de tension continue par l'intermédiaire d'un tube à décharge dans le gaz ou dans la vapeur, réglable, qui est périodiquement bloqué ou amorcé, et la variation du rapport de la durée du blocage à la durée d'amorçage, influence la valeur moyenne de l'énergie absorbée et, partant, la vitesse de rotation du moteur.
Ce résultat s'obtient au mieux en faisant en sorte que le tube
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alimentant l'induit soit amorcé par des impulsions de tension de grille superposées à une tension continue négative et soit étouffé par l'amorçage d'un second tube à décharge dans le gaz ou dans la vapeur.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les impulsions de tension de grille servant à l'amorçage alterné des deux tubes, sont prélevées d'un oscillateur de relaxation, qui, pour une fréquence de relaxation pratiquement constante, permet de modifier l'ordre de succession moméntané des impulsions d'amorçage et des impulsions d'extinction.
En outre, conformément à l'invention, on peut utiliser comme oscillateur de relaxation, un multivibrateur dans lequel, pour obtenir des temps de blocage variables des deux tubes, on modifie l'une par rapport à l'autre,les constantes de temps fonction de la grandeur des condensateurs de couplage et de la résistance de grille, qui déterminent la forme de la dent de scie.
La variation de la constante de temps dans le multivibrateur peut être assurée par un potentiomètre commun aux deux circuits de grille, ce qui garantit une fréquence dents de scie" pratiquement constante quel que soit le rapport des temps de blocage des deux tubes générateurs de dents de scie.
Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention le circuit de tube du multivibrateur comporte un transformateur dont on prélève par différentiation par rapport aux impulsions rectangulaires du multivibrateur, de courtes impulsions de tension pour l'amorçage du tube à décharge dans le gaz ou dans la vapeur.
D'autre part, comme oscillateur de relaxation, on peut également utiliser un multivibrateur dans lequel on modifie les tensions de grille actives , pour obtenir des temps de blocage variables des deux tubes.
Enfin, dans un tel dispositif, pour obtenir un réglage de vitesse indépendant de la tension continue de réglage, on peut utiliser un tube électronique qui, suivant la grandeur de la tension continue de réglage, détermine la tension de polarisation de grille des deux tubes multivibrateurs.
La description 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 l'invention.
La fig. 1 est le schéma de montage d'un dispositif de réglage de la vitesse d'un moteur, à l'aide d'un régulateur manuel.
La fig. 2 représente quelques diagrammes de tension et de courant correspondants qui permettent d'expliquer le fonctionnement du dispositif de réglage de la fig. 1.
La fig 3 est le schéma de montage pour le réglage automatique de la vitesse, à -le- par cellule photoélectrique.
Sur la fig. 1, un montage multivibrateur formé par les tubes électroniques 1 et 2, le transformateur 5,les condensateurs 6 et 7, la résistance 8 et le potentiomètre 9, fait office de source d'impulsions. La fréquence propre est déterminée par les condensateurs 6 et 7 et des résistances partie lles du potentiomètre 9.
De tels générateurs de tension en dents de scie, exactement dimensionnés, fournissent des courants, de forme pratiquement rectangulaire , dans les circuits de tube. Une variation relative des constantes de temps permet de régler le rapport des temps de blocage des deux tubes. Ce réglage s'ef- fectue à l'aide du potentiomètre 9 - Dans le circuit anodique du tube 2 se trouve l'enroulement pri- maire du transformateur 5. Lorsque le tube 2 passe de l'état bloqué à l'état conducteur, une impulsion de tension se produit à l'enroulement secondaire.
L'enroulement secondaire est inséré dans le circuit de grille du tube à décharge 4 alimentant l'induit 10, d'une façon telle qu'une impulsion de tension
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positive provoque l'amorçage du tube 4, bloque par la source de tension au- xiliaire 11. L'impulsion de tension appliquée en même temps à la grille du second tube 3, par l'intermédiaire du second enroulement secondaire, est né- gative, de sorte que ce tube reste bloqué.
Lorsque le tube 2 reprend l'état bloque, il se produit, du côté secondaire du transformateur 5, des impulsions de tension de polarité inver- se, et le tube 3 amorce. Par l'intermédiaire du condensateur 12, une brève diminution de tension se produit à l'anode du tube 4, jusqu'en deçà de la tension de fonctionnement, de sorte que le tube 4 est bloqué. Ce processus d'amorçage et de blocage alternés s'effectue à la fréquence du multivibra- teur et les temps pendant lesquels le tube 4 est conducteur, sont déterminés par l'emplacement du curseur sur le potentiomètre 9. Les temps de décharge du condensateur 12 sont déterminés par la grandeur de la résistance 13, res- pectivement par la résistance d'induit.
Un choix judicieux de la capacité du condensateur 12 permet de réduire ces temps à une très petite valeur.
La fig. 2 représente schématiquement des variations de plusieurs grandeurs , en fonction du temps pour trois posieions du potentiomètre 9. La fig. 2a représente la variation en fonction du temps., de l'intensité du courant anodique dans le tube 2, la fig. 2b, les variations en fonction du temps des impulsions de tension obtenues à la grille du tube 4, et la fig.
2c, les variations en fonction du temps de la tension d'anode du tube 4.
La fig. 3 représente une autre réalisation de l'idée fondamentale de l'invention pour le réglage automatique de la vitesse. Cette figure représente le schéma de montage de dispositifs générateurs d'impulsions dans lequel la variation de la largeur de l'impulsion est assurée, par l'intermédiaire d'un tube électronique commandable, en fonction de la tension continue de réglage fournie par un organe de mesure. Dans l'exemple considéré on utilise comme organe de mesure une cellule photo-électrique. L'ensemble fonctionne de la manière suivante.
Les tubes 14 et 15 forment, avec les résistances 16, 17 et 18, le transformateur 5 et les condensateurs 20 et 21, un oscillateur de relaxa- tion. Toutefois, contrairement au dispositif représenté sur la fig. 1, la variation du temps de blocage des deux tubes ne s'effectue pas par une variation des constantes de temps résultant de condensateurs de couplage et des résistances de grille, mais par une variation de la tension de polarisation de grille des tubes 14 et 15 . Lors de la charge des condensateurs de couplage la grille tend à acquérir le potentiel déterminé par la tension de polarisation de grille. La charge ne s'effectue que jusqu'à la valeur du potentiel de grille pour laquelle du courant anodique circule dans le tube en cause.
Une variation de la tension de polarisation active du tube permet donc de régler entre de très larges limites, malgré une constante de temps invariable donnée, le temps que nécessite la charge partielle jusqu'à la naissance de courant dans le tube. La tension de polarisation de grille agissant chaque fois sur les deux tubes 14 et 15, est influencée par la chute de tension dans la résistance cathodique 25 du tube de commande 23. A l'état de repos, c'est-à-dire lorsque la cellule photo-électrique 24 n'est pas excitée et que le tube 23 est bloqué par la batterie 27 la tension de polarisation du tube 15 peut être posée égale à zéro, tandis que la grille du tube 14 est portée, par l'intermédiaire de la résistance de grille 16, par le potentiomètre 25, 26, à une tension de polarisation positive par rapport à la cathode.
Dans cet état, le temps de blocage du tube 15 atteint sa valeur maximum.
Toutefois, lorsque la cellule photoélectrique 24 est excitée, par suite de la chute de tension dans la résistance 28, la grille du tube 23 devient plus positive et, par suite de la naissance du courant cathodique, une tension de commande se produit aux bornes de la résistance cathodique 22. De ce fait, la tension de polarisation de grille 14 devient plus négative et celle du tube 15,' plus positive. Le rapport des temps de blocage varie donc dans le sens d'un temps de blocage plus court pour le tube 15. On obtient ainsi en utilisant le circuit de commande pour le réglage du moteur représenté sur la fig. 1, un réglage de vitesse entre de très larges limites.
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Lorsque, pour la pleine excitation de la cellule photoélectrique 24, la tension de polarisation de grille atteint une valeur négative telle que l'étage d'impulsions est bloqué, le tube redresseur 4 alimentant l'induit reste constamment conducteur et le moteur est alimenté en tension continue.
A la plus faible vitesse de rotation, des impulsions de courant sont constamment lancées dans l'induit, mais par suite de l'application de la pleine tension nominale, et de l'absence pratiquement totale de contretension, ces impulsions sont si grandes que le couple de rotation atteint une valeur instantanée très élevée. La possibilité de rotations par à-coups peut être réduite à un minimum admissible par des transmissions mécaniques et des volants. La gamme de réglage de vitesse obtenable est, par exemple, de 1 : 1000.
Les nombres d'impulsions sont, de préférence, compris emtre la 5 par seconde et la plus courte durée d'impulsion est d'environ 0,01 sec.