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"Installation pour le réglage des moteurs à courant continu des bobines d'une machine à rebobiner"
L'invention concerne une installation pour le réglage des moteurs à courant continu des bobines d'une machine à rebobiner, lorsque la ,traction et la vitesse du produit soumis à l'opéra- tion restent constantes. De telles machines à rebobiner sont, par exemple, employées pour le rebobinage de tissus dans les teintureries, ainsi que pour le rebobinage de papier, films, fils, bandes et analogues.
Dans ces machines à rebobiner, il est'désirable que le produit se déplace à une vitesse constante pendant toute l'opé- ration de rebobinage. En outre, la traction exercée sur le pro- duit doit rester constante pendant le rebobinage. Tandis que le
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diamètre de la bobine d'enroulement augmente et celui de la bobine de déroulement ou de dévidage diminue, la vitesse périphé- rique des bobines doit être maintenue constante. Par conséquent, le nombre de tours de la bobine d'enroulement diminue et celui de la bobine de dévidage augmente. A mesure que le diamètre de la bobine d'enroulement augmente, le couple d'enroulement croît, tandis que le couple de déroulement decr oit.
En conséquence, le couple du moteur d'entraînement doit être augmenté, tandis que le moteur freinant, fonctionnant en génératrice, doit rece- voir un couple décroissant, afin d'obtenir la traction constante sur le produit.
On connaît déjà des installations pour le réglage des moteurs à courant continu pour de telles machines à rebobiner.
Elles exigent cependant une forte consommation. Selon la présente invention, des tubes à décharge à gaz sont employés avec un avantage particulier comme organe de réglage. On pourrait évi- demment aussi utiliser d'autres organes de réglage techniquement équivalents, par exemple des tubes à vide élevé, des amplificateurs magnétiques, des amplificateurs mécaniques, etc..
L'invention consiste en ce que les rotors des moteurs à courant continu sont alimentés en commun ét que le bobinage d'excitation de chacun d'eux est alimenté ¯.depuis de réseau à courant alternatif, par l'intermédiaire de l'un de deux tubes à décharge à gaz couplés en push-pull, et en ce qu'une résistance est intercalée dans chacun des circuits de rotor, tandis que la commande des tubes s'opère en oppositi'ôn de phase par une ten- sion de commande qui se compose au moins d'une tension théori- que et d'une tension effective prise aux résistances et dépendant de la différence'des courants de rotor, de sorte que la traction et la vitesse du produit restent au moins approximative ment constantes..
A titre démonstratif, un exemple d'exécution sers décrit ci-après avec référence au dessin annexé.
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21 et 3 désignent les bobines de dévidage et d'enroule- ment pour le produit 24, par exemple du tissu conduit à travers un bain de teinture. Les rotors des machines à courant continu
1/5 et 2/6 sont accouplés à ces bobines. L'alimentation des machines se fait en commun par la génératrice à courant continu 3 qui est actionnée par le moteur 4. L'excitation de la génératrice est réglable par la.résistance 9 et peut subir une inversion des pôles au moyen de l'inverseur 19, dans le but d'inverser le sens de la rotation lors du bobinage en retour du produit. Les enroulements d'excitation 5 et 6 des deux machines sont alimentés depuis le réseau à courant alternatif, respectivement par un tube à décharge à gaz 7 ou 8 et un transformateur 25 ou 26.
Les tubes sont couplés, en push-pull, de sorte que lors d'une augmentation du courant d'excitation dans l'un des enroulements, il se produit une diminution dans l'autre enroulement; et inversement. A cet effet, la commande des tubes à. décharge à gaz se fait en opposi- tion de phase à l'intervention d'un amplificateur 27 + 28, par une tension de commande + # u agissant aux bornes 29a et 30a. des résistances 29 et 30.
Des résistances 10 et 11 (shunts) égales entre elles sont couplées en série avec les rotors 1 et 2. A l'intervention des bornes 10a et 11a, on prélève à ces résistances une tension qui est proportionnelle à la différences des courants de rotor, lorsque les deux machines travaillent en moteur, ou à leur somme lorsque, comme c'est le cas ici, l'une des machines travaille en géneratrice et l'autre en moteur. Cette tension est opposée à une tensionthéorique, prise à une résistance de réglage 12 ali- mentée en courant continu. Leur différence constitue la tension de réglage # u aux bornes 29a 30a. La polarité correcte selon le sens de rotation est établie à l'aide de l'inverseur de pôles 18.
La tension de réglage peut utilement encore être influencée par une tension de correction qui dépend de la marche inégale
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.des moteurs. Cette tension est engendrée par, deux dynamos tachy- métriques 13 et 14 qui sont accouplées aux moteurs 1 et 2, et sont intercalées en opposition dans le circuit de réglage, à l'intervention du potentiomètre 15. Leur rôle sera expliqué plus tard.
L'installation fonctionne comme suit .
.Pendant une opération de bobinage, la machine d'entraînement fonctionne cornue moteur et la machine freinante comne génératrice.
En cas de traction et vitesse constantes du produit,24, la puis- sance pour le rebobinage est constante sur toute la longueur du produit. La génératrice 3 fournit la puissance de perte électrique et mécanique des machines, y compris la machine à rebobiner. Le nombre de tours des machines est fixé en moyenne par la tension d'induit de la génératrice 5 et peut être réglé au moyen de la @ résistance 9. Abstraction faite du frottement, les courants dans les rotors 1 et 2 sont une mesure pour la traction de bobinage.
Les pertes mécaniques sont en substance proportionnelles au nom- bre de tours des moteurs.
Il est supposé que le produit se déplace dans le sens de la flèche. La machine 2 travaille alors comme moteur et la machine 1 comme génératrice. Aux bornes 10a et 11a se manifeste une tension qui correspond à la somme du courant du moteur et du courant de la génératrice. Abstraction faite du frottement, ces courants sont une mesure pour les couples des deux machines. la tension se manifestant aux bornes 10a 11a est .une mesure pour la traction de bobinage. Cette tension est comparée avec la tension théori- que au potentiomètre 12 et leur différence se manifeste comme tension de commande en opposition de phase, par l'intermédiaire des otages préliminaires 27/28, dans les tubes 7 et 8.
Selon la grandeur et la polarité de cette tension de commande # u, le courant d 'excitation de 5 et 6 est respectivement renforcé et affaibli, ou inversement. L'amplification préalable est choisie
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de telle façon que, lorsque le couple de charge augmente, l'exci- tation du moteur, malgré une faible augmentation relative des cou- rants de rotor, croit néanmoins dans la mesure requise. Le pro- cessus inverse se produit dans la génératrice. Les courants des machines varient relativement dans une mesure beaucoup plus faible que les courants d'excitation et donc le champ magnétique des machines. Par le renforcement ou l'affaiblissement simultané des champs, le nombre de tours est adapté, de la façon connue en soi, aux conditions de bobinage existant à tout moment.
La tension additionnelle au potentiomètre 15 corrige ap- proximativement l'influence faussante du frottement mécanique..
Cela est nécessaire parce que les courants traversant les résis- tances 10 et 11 se composent du courant proportionnel à la traction et d'un courant servant à vaincre le frottement. La puissance de frottement et donc aussi les courants de frottement sont-, en pre- mière approximation, proportionnels aux nombres de tours ces moteurs. Par les deux dynamos tachymétriques 13 et 14, dont la tension est proportionnelle au nombre de tours, les chutes de ten- sion additionnelles qui se manifestent aux résistances 10 et 11 et qui ont uneinfluence faussante, peuvent être compensées. La tension différentielle, résultant de la valeur effective et de la valeur théorique, qui commande finalement les tubes, est ainsi libérée des influences faussantes du frottement.
Des résistances 16 et 16a peuvent être mises alternativement en circuit, à un moment déterminé d'uné opération de bobinage, en parallèle avec les résistances d'entrée 29 et 30 respectivement.
La commutation se fait au moyen d'un relais 17. De cette façon, on realise une certaine asymétrie dans la commande des courants d'excitation. En outre, on peut obtenir ainsi que la vitesse du produit reste approximativement constante pendant toute l'opéra-* tion de rebobinage. Si l'on ne tient en premier lieu pas compte de la non-linéarité et des effets de saturation, la vitesse du
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produit diminuerait quelque peu vers la fin d'une opération de' bobinage* Par la mise en circuit asymétrique des résistances en parallèle 16 ou 16:.. au moment de 1 t égalité du diamètre des bobines. cette diminution de la vitesse du produit peut être cor- rigée.
Sous l'effet des non-linéarités de la commande et la satu- ration du fer, il peut se produire que le relais 17 doive égale- ment être actionné à un autre moment, par exemple au moment de l'inversion. Dans ce but, la commutation du relais 17 peut être . rendue dépendante de la tension différentielle des dynamos tachy- métriques 13 et 14 ou de l'actionnement de l'inverseur.
Au lieu de prévoir la mise en circuit des résistances 16 et 16a, on peut établir les résistances 29 et 30 sous la forme de . potentiomètres. Leur réglage s'opère alors au moyen d'un moteur auxiliaire qui est par exemple commande vers l'avant et vers l'arrière depuis l'inverseur. De cette façon, la variation de l'asymétrie dans les tubes 7 et.8 se fait de manière continue.
L'emploi de deux résistances égales 10 et 11 dans les cir- cuits- de rotor, selon le couplage illustré, présente encore l'avan- tage que les influences faussantes des pertes du fer et du cuivre sont éliminées d'avance, parce que les composantes de tension faussantes, engendrées par les pertes électriques, s'annulent ap- proximativement dans la tension¯effective résultante.
Il est évident qu'au lieu des tubes à décharge, on peut également appliquer d'autres organes amplificateurs en couplage push-pull, par exemple des tubes à vide élevé, des amplificateurs mécaniques ou des machines amplificatrices.
L'installation selon l'invention se distingue par une grande précision du réglage pour une consommation non exagérée. Elle convient spécialement pour les machines à rebobiner modernes pour la teinture dans l'industrie textile. Les organes spéciaux de protection et de mesure de la vitesse, par exemple cylindres pen- dulaires, rouleaux tâteurs, etc.., sont supprimés. L'installation
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permet avant toutencore un réglage précis dans le cas d'une faible traction sur le produit, où l'influence du frottement se fait sentir d'une façon particulièrement forte. un autre avantage résida dans le fait qu'en dehors des moteurs, il n'existe pas d'organes actionnés mécaniquement, tels que des courroies, des accouplements, des roues dentées, etc..,, de sorte que l'usure est réduite à un minimum.
REVENDICATIONS.
1 - Installation pour le réglage des moteurs à courant continu pour les bobines d'une machine à rebobiner, lorsque la traction et la vitesse du produit soumis à l'opération restent constantes, caractérisée en ce que les rotors des moteurs à cou- rant continu sont alimentés en commun et que dans chacun des circuits de rotor est intercalée une résistance, auxquelles ré- sistances est prise une première tension de mesure qui dépend de la différence entre .les courants de rotor, et en ce que les rotors sont accouplés à des dynamos tachymétriques dont les induits sont couplés en opposition, donnant une deuxième tension de mesure qui dépend de la différence des nombres de tours, la somme de ces tensions de mesure étant comparée à une tension théorique,
tandis que la tension différentielle qui en résulte est utilisée comme tension de commande pour influencer le courant d'excitation des moteurs dans le sens requis pour maintenir constantes la trac- tion et la vitesse du produit.