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Dans les systèmes connus de régulation de vitesse de moteurs avec limitation de courant on observe souvent des fluctuations du courant autour de la valeur limite et dens beaucoup de cas cette valeur limite dé- pend du réglage de la vitesse. La cause de ces défauts est due au fait que lors de la limitation de courant, l'action de la régulation de la vitesse n'est pas complètement supprimée.
La présente invention a pour but de réaliser un système de ré- gulation de vitesse de moteurs avec limitation de courant qui ne présente pas ces inconvénients.
Cette invention est caractérisée en ce que dans un dispositif électronique de régulation de vitesse de moteurs avec limitation de courant comprenant un élément fournissant une tension proportionnelle à la vitesse, un élément fournissant une tension proportionnelle au courant, des circuits de réglage d'une tension de commande contrôlés par les sources de tensions proportionnelles aux grandeurs à réguler ou à limiter et un dispositif électronique de régulation de la vitesse du moteur commandé par la dite tension de commande, les dits circuits de réglage de la tension de commande sont branchés, au moins partiellement, en parallèle par des moyens de connexion et de déconnexion automatiques, par exemple des valves, de façon que lors de l'enclenchement d'un des circuits de réglage de la tension de commande,
les autres circuits de réglage de la tension de commande soient bloqués.
Pour mieux expliquer l'invention, on décrit ci-après quelques réalisations représentées schématiquement sur les dessins annexés, à titre d'exemple non limitatif. Sur les trois figures les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments ou organes.
Le groupe Ward-Léonard, fig. 1, est constitué d'un moteur asynchrone 1 entraînant une génératrice 2 à courant continu qui alimente l'induit 3 d'un moteur à courant continu excité par une source indépendante non représentée. Une petite génératrice tachymétrique 4 placée en bout d'arbre du moteur 3 fournit une tension ev proportionnelle à sa vitesse.
La génératrice 2 est excitée par un redresseur à deux thyratrons 5 et 6.
La tension redressée est variable par un procédé connu qui consiste à faire varier la tension continue des grilles, celle-ci étant superposée à une tension alternative fournie par un circuit déphaseur 7. La tension continue des grilles des thyratrons 5 et 6 est fournie par une tension constante, ajustable par un potentiomètre 11 et par la chute de tension dans la résistance anodique 8 d'un tube amplificateur 9 alimenté par une source 10.
Plus la grille du tube 9 devient négative, plus l'excitation de la génératrice 2 augmente et par conséquent, plus la vitesse du moteur 3 croît; inversement, si la grille du tube 9 devient moins négative, la vitesse du moteur 3 décroît.
Une source 12 de tension continue alimente un potentiomètre 13 sous une tension er. Le curseur du potentiomètre 13 qui constitue l'organe de réglage de la vitesse, détermine par rapport au point 14 une différence de potentiel u qui est mise en série avec la tension ev aux bornes de la génératrice tachymétrique 4. La tension ev + u alimente par l'intermédiaire d'un redresseur 21 (diode dans l'exemple présent) une résistance 15. On obtient donc aux bornes de celle-ci une tension v = ev + u avec les polarités indiquées à la figure 1. Le point 16 est relié à la grille du tube 9 tandis que la cathode de celui-ci est raccordée au pôle + de la source 12.
On a donc entre grille et cathode du tube 9 la tension v - e-. c'est-à-dire e - (er- u). La tension er- u représente la tension de référence; celle-ci
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varie de 0à er quand on fait varier u de er à 0, ce qui provoque la variation de 0 au maximum de la vitesse du moteur. Le fonctionnement, est le même que dans les systèmes classiques.
Le circuit formé par la résistance 15, le potentiomètre 13, la génératrice tachymétrique 4 et la diode 21 constitue le circuit de réglage de la tension de commande contrôlé par la vitesse du moteur.
On dispose d'autre part entre les bornes 17 et 18 d'un potentiomètre 19 d'une tension ei proportionnelle au courant d'induit du moteur 3 ; cette tension pqut être obtenue par n'importe quel moyen, elle doit être cependant pour le courant à limiter, plus élevée que la tension v aux bornes de la résistance 15. Le curseur du potentiomètre 19 détermine par rapport à l'extrémité 17, une tension vi Cette tension v. est appliquée par l'intermédiaire d'une diode 20 à la résistance 15.
Le circuit formé par la résistance 15, la chute de tension vi aux bornes du potentiomètre 19 et la diode 20, constitue le circuit de réglage de la tension de commande contrôlé par le courant.
Tant que la tension vi reste inférieure à la tension v existant aux bornes de la résistance 15, elle n'a aucune action sur celle-ci; en effet v1 étant inférieure à v, aucun courant ne peut passer à travers la diode 20 et d'autre part la tension v ne peut pas non plus provoquer le passage d'un courant à travers la diode 20 dans le sens cathode-anode. Si le courant d'induit du moteur 3 atteint une valeur I à laquelle correspond une tension vi supérieure à v, la tension vi provoque la circulation d'un courant à travers la diode 20 et on retrouve la tension v. aux bornes de la résistance 15.
A ce moment, la tension u + ev étant inférieure à vi cesse de créer un courant à travers la diode 21 et on a alors entre la grille et la cathode du tube 9 une tension vi- er Or, er est une tension fixe, vi est l'image du courant; par conséquent, à ce moment, le système travaille en régulateur de courant et maintient celui-ci constant.
Si maintenant on pousse à fond le potentiomètre 13 vers les grandes vitesses, aucune action ne se produit puisque cela correspond à faire u = 0 et la tension u + ev sera encore plus petite.
La position du curseur du potentiomètre 19 détermine la valeur du courant à partir de laquelle la limitation se produit.
L'invention peut être appliquée à la commande d'un moteur où la tension image de la vitesse est réalisée par la mise en opposition de la tension aux bornes de l'induit et d'une tension proportionnelle au courant.
La figure 2 montre le schéma de principe; il est facile de voir la similitude avec la figure 1; ici, la tension de la génératrice tachymétrique est remplacée par une tension prise aux bornes de la résistance 4' qui est une fraction de la tension aux bornes de l'induit du moteur 3.
Cette tension s'ajoute à une tension proportionnelle au courant, fournie entre le point 17 et le curseur d'un potentiomètre 22, de façon à donner une tension proportionnelle à la vitesse. Cependant, le point 17 doit être raccordé au pôle + de la source 12 ; de ce fait, la tension vi est en série
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avec la tension er Pour contrebalancer cette tension er. une source 23 fournissant une tension continue ep égale à er est mise en série avec l'ano- de de la diode 20.
Le circuit de réglage de la tension de commande contrô- lé par la vitesse est composé de la résistance 15, du potentiomètre 13, de la chute de tension apparaissant à la résistance 4' et de la diode 21, tan- dis que le circuit de réglage de la tension de commande contrôlé par le cou- rant est constitué par la résistance 15, la source 12, la tension vi appa- raissant aux bornes du potentiomètre 22 et du potentiomètre 19 combinés, la source 23 et la diode 20.
La figure 3 représente l'application de l'invention à la limi- tation du courant dans la marche normale et en récupération. Le schéma est semblable à celui de la figure 2, avec en plus les éléments 24,25 et 26.
Ici, la tension proportionnelle au courant, apparaissant entre les points 17 et 18 doit changer de signe quand le courant d'induit du moteur 3 s'inverse .
En marche normale, le point 18 est positif par rapport au point 17 comme précédemment; la diode 26 étant polarisée par la source 25, ne laisse passer aucun courant. En récupération, le point 18 devient négatif par rapport à 17 et un courant circule dans la diode 26 quand la tension entre 17 et le curseur de 19 est suffisante. Ce courant crée aux bornes de la résistance 24 une tension ayant les polarités indiquées ce qui provoque un accroissement de l'excitation de la génératrice 2, limitant ainsi le courant de récupération. Le circuit composé par la résistance 24, la résistance 15, la source 12, le potentiomètre 22, le potentiomètre 19, la source 25 et la diode 26 forme donc le circuit de réglage de la tension de commande contrôlé par le courant de récupération.
Dans l'exemple de la figure 1, la tension de commande agissant sur la grille du tube amplificateur 9 est constituée par une chute de tension aux bornes de la résistance 15 et une tension de polarisation er .
Dans les exemples des figures 2 et 3 la tension de commande est constituée également par la tension aux bornes de la résistance 15 et la tension de polarisation er et en plus par une chute de tension proportionnelle au courant dans le potentiomètre 22. Dans l'exemple de la figure 3, lors de l'enclenchement du circuit de réglage de la tension de commande contrôlé par le courant de récupération la tension de commande est constituée de nouveau par la chute de tension dans la résistance 15, la tension de polarisation er et la chute de tension dans le potentiomètre 22 mais en plus encore par la chute de tension dans la résistance 24. Dans tous les cas, les circuits de réglage de la tension de commande sont branchés en parallèle, au moins à la résistance 15.
Cette disposition particulière combinée avec les moyens de connexion et déconnexion automatiques constitués par les valves 20,21 et 26 permet de substituer à tour de rôle un des circuits de réglage de la tension de commande aux autres. En outre de cet avantage évident, les réglages manuels de la vitesse, par exemple au moyen de potentiomètre 13, et du courant limite, au moyen du potentiomètre 19, se font indépendamment l'un de l'autre.
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In known systems for regulating the speed of motors with current limitation, current fluctuations are often observed around the limit value and in many cases this limit value depends on the speed control. The cause of these faults is due to the fact that when limiting the current, the action of the speed regulation is not completely suppressed.
The object of the present invention is to provide a system for regulating the speed of motors with current limitation which does not have these drawbacks.
This invention is characterized in that in an electronic device for regulating the speed of motors with current limitation comprising an element supplying a voltage proportional to the speed, an element supplying a voltage proportional to the current, circuits for adjusting a voltage of control controlled by the voltage sources proportional to the quantities to be regulated or limited and an electronic device for regulating the speed of the motor controlled by said control voltage, said control voltage adjustment circuits are connected, at least partially , in parallel by automatic connection and disconnection means, for example valves, so that when one of the control voltage adjustment circuits is activated,
the other control voltage adjustment circuits are blocked.
To better explain the invention, a few embodiments shown schematically in the accompanying drawings are described below, by way of nonlimiting example. In the three figures the same reference numbers designate the same elements or members.
The Ward-Léonard group, fig. 1, consists of an asynchronous motor 1 driving a direct current generator 2 which supplies the armature 3 of a direct current motor excited by an independent source, not shown. A small tachometric generator 4 placed at the end of the motor shaft 3 provides a voltage ev proportional to its speed.
Generator 2 is excited by a rectifier with two thyratrons 5 and 6.
The rectified voltage is variable by a known method which consists in varying the direct voltage of the gates, the latter being superimposed on an alternating voltage supplied by a phase shifter circuit 7. The direct voltage of the gates of thyratrons 5 and 6 is supplied by a constant voltage, adjustable by a potentiometer 11 and by the voltage drop in the anode resistor 8 of an amplifier tube 9 supplied by a source 10.
The more the grid of the tube 9 becomes negative, the more the excitation of the generator 2 increases and consequently, the more the speed of the motor 3 increases; conversely, if the grid of the tube 9 becomes less negative, the speed of the motor 3 decreases.
A DC voltage source 12 supplies a potentiometer 13 with a voltage er. The cursor of the potentiometer 13 which constitutes the speed regulating member, determines with respect to point 14 a potential difference u which is placed in series with the voltage ev at the terminals of the tachometric generator 4. The voltage ev + u supplies power. by means of a rectifier 21 (diode in the present example) a resistor 15. One thus obtains at the terminals of this one a tension v = ev + u with the polarities indicated in figure 1. Point 16 is connected to the grid of tube 9 while the cathode of the latter is connected to the + pole of the source 12.
There is therefore between grid and cathode of tube 9 the voltage v - e-. that is, e - (er- u). The voltage er- u represents the reference voltage; this one
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varies from 0 to er when u is varied from er to 0, which causes the motor speed to vary from 0 to the maximum. Operation is the same as in conventional systems.
The circuit formed by the resistor 15, the potentiometer 13, the tachometric generator 4 and the diode 21 constitutes the control voltage adjustment circuit controlled by the speed of the motor.
On the other hand, between the terminals 17 and 18, a potentiometer 19 is available with a voltage ei proportional to the armature current of the motor 3; this voltage can be obtained by any means, it must however be for the current to be limited, higher than the voltage v at the terminals of the resistor 15. The cursor of the potentiometer 19 determines with respect to the end 17, a voltage vi This voltage v. is applied via a diode 20 to resistor 15.
The circuit formed by the resistor 15, the voltage drop vi across the terminals of the potentiometer 19 and the diode 20, constitutes the control voltage adjustment circuit controlled by the current.
As long as the voltage vi remains lower than the voltage v existing at the terminals of the resistor 15, it has no effect on the latter; in fact v1 being less than v, no current can pass through diode 20 and, on the other hand, voltage v cannot cause a current to flow through diode 20 in the cathode-anode direction either. If the armature current of the motor 3 reaches a value I to which corresponds a voltage vi greater than v, the voltage vi causes a current to flow through the diode 20 and the voltage v is found again. across resistor 15.
At this moment, the voltage u + ev being less than vi ceases to create a current through the diode 21 and there is then between the grid and the cathode of the tube 9 a voltage v- Or, er is a fixed voltage, vi is the image of the current; consequently, at this moment, the system works as a current regulator and maintains it constant.
If we now push potentiometer 13 fully towards high speeds, no action occurs since this corresponds to making u = 0 and the voltage u + ev will be even smaller.
The position of the cursor of the potentiometer 19 determines the value of the current from which the limitation occurs.
The invention can be applied to the control of a motor where the voltage which is the image of the speed is produced by placing the voltage at the terminals of the armature in opposition with a voltage proportional to the current.
Figure 2 shows the block diagram; it is easy to see the similarity with figure 1; here, the voltage of the tacho generator is replaced by a voltage taken across resistor 4 'which is a fraction of the voltage across the armature of motor 3.
This voltage is added to a voltage proportional to the current, supplied between point 17 and the cursor of a potentiometer 22, so as to give a voltage proportional to the speed. However, point 17 must be connected to the + pole of source 12; therefore the voltage vi is in series
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with the tension er To counterbalance this tension er. a source 23 providing a DC voltage ep equal to er is placed in series with the anode of the diode 20.
The speed-controlled control voltage adjustment circuit consists of resistor 15, potentiometer 13, the voltage drop appearing at resistor 4 'and diode 21, while the control circuit current-controlled control voltage adjustment consists of resistor 15, source 12, voltage vi appearing across potentiometer 22 and potentiometer 19 combined, source 23 and diode 20.
FIG. 3 shows the application of the invention to the limitation of current in normal walking and in recovery. The diagram is similar to that of Figure 2, with the addition of items 24, 25 and 26.
Here, the voltage proportional to the current, appearing between points 17 and 18 must change sign when the armature current of motor 3 is reversed.
In normal operation, point 18 is positive with respect to point 17 as previously; the diode 26 being biased by the source 25, does not allow any current to pass. In recovery, point 18 becomes negative with respect to 17 and a current flows in diode 26 when the voltage between 17 and the cursor of 19 is sufficient. This current creates at the terminals of the resistor 24 a voltage having the indicated polarities which causes an increase in the excitation of the generator 2, thus limiting the recovery current. The circuit made up of resistor 24, resistor 15, source 12, potentiometer 22, potentiometer 19, source 25 and diode 26 therefore forms the control voltage adjustment circuit controlled by the recovery current.
In the example of FIG. 1, the control voltage acting on the gate of the amplifier tube 9 consists of a voltage drop across the terminals of the resistor 15 and a bias voltage er.
In the examples of Figures 2 and 3, the control voltage also consists of the voltage across resistor 15 and the bias voltage er and in addition by a voltage drop proportional to the current in the potentiometer 22. In the example of FIG. 3, when the circuit for adjusting the control voltage controlled by the recovery current is switched on, the control voltage is again formed by the voltage drop in resistor 15, the bias voltage er and the voltage drop in the potentiometer 22 but in addition still by the voltage drop in resistor 24. In all cases, the control voltage adjustment circuits are connected in parallel, at least to resistor 15.
This particular arrangement, combined with the automatic connection and disconnection means constituted by the valves 20, 21 and 26, makes it possible to substitute in turn one of the control voltage adjustment circuits for the others. In addition to this obvious advantage, the manual adjustments of the speed, for example by means of potentiometer 13, and of the limiting current, by means of the potentiometer 19, are made independently of each other.