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La présente invention concerne les dispositifs de contrôle de la vitesse des moteurs, et, plus particu- lièrement, un dispositif de contrôle permettant de commu- niquer deux vitesses différentes à un moteur. Bien qu'il ne soit pas limité à cette application, le dispositif con- forme à la,présente invention est spécialement conçu pour contrôler le moteur d'entraînement du papier d'une machine comptable telle qu'une tabulatrice fonctionnant à vitesse élevée.
Les dispositifs de contrôle de la vitesse des moteurs antérieurement connus ne ae sont pas r.vérés en-
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tièrement satisfaisant lors de leur utilisation dans de telles applications. Certains des dispositifs appartenant à la. technique antérieure étaient trop compliques et d'un prix de revient élevé. D'autres dispositifs utilisés enté- rieurement se sont avérés incapables d'assurer une cccélé- ration et une décélération suffisamment rapides du moteur pour satisfaire aux exigences très strictes des dispositifs d'entraînement du papier.
Un objet essentiel de la présente invention est donc conspué par un dispositif de contrôle de moteur, dont la construction est relativement simple.
Un autre objet de l'invention est constitué par un dispositif de contrôle de moteur capable d'entraîner des modifications extrêmement rapides de la vitesse du moleur.
L'invention a encore pour objet : - un dispositif assurant des modifications rapi- des de la vitesse suivant des valeurs prédéterminées.
- un dispositif de contrôle de la vitesse d'un moteur qui permet l'accélération à partir d'une première vitesse prédéterminée por atteindre une seconde vitesse prédéterminée, suivie par une décélération le ramenant à la première vitesse prédéterminée.
- un dispositif de contrôle de la vitesse d'un moteur, dans lequel le moteur tourne continuellement, dans le même sens.
- un dispositif de contrôle d'un moteur, spécia- lement conçu pour être utilisé avec les dispositifs d'en- traînement du papier à deux vitesses différentes des ma- chines comptables telles que les tabulatrices fonctionnant à des vitesses élevées.
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Conformément à la présente invention, on a prévu un dispositif de contrôle de la vitesse d'un moteur élec- trique, dispositif qui comporte la combinaison. d'un certain nombre d'éléments constitutifs. Ces éléments comportent un dispositif destiné à actionner le moteur à une première vi- tesse prédéterminée, un dispositif destiné à accélérer le moteur jusqu'à une seconde vitesse prédéterminée lors de la réception d'un premier signal, un dispositif destiné à. faire tourner le moteur à la seconde vitesse jusqu'à ré- ception d'un second signal, et enfin un dispositif destiné à ramener le moteur à la première vitesse lors de la récep- t ion d'un second signal.
Pendant le. fonctionnement à la première'vitesse, l'armature et le champ sont de préférence excités à partir d'une première source de potentiel. Une seconde source de potentiel est,de préférence prévue pour exciter mature . et le champ, pendant l'accélération. Le dispositif de dé- célération comporte de préférence des éléments destinés à exciter successivement le champ à partir de la première source de potentiel puis à exciter à la fois l'armature et le champ à partir de la seconde source de potentiel. Le dispositif de décélération utilise de préférence le freina- ge électrique.
Conformément à une autre caractéristique impor- tante de la présente invention, un dispositif de stabilisa- tionpeut être prévu pour exciter le champ à la fois à partir des première et seconde sources de potentiel pendant un intervalle de temps prédéterminé -après que le moteur est revenu à la première vitesse.
D'autres objets et caractéristiques de la pré- sente invention seront signalés au cours delà description et des revendications qui vont suivre,illustrées à l'aide
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du dessin annexé, qui indiquent, à titre d'exemple, le principe de l'invention ainsi que le meilleur mode de mise en oeuvre de ce principe qui ait été envisagé.
Sur le dessin, o les mêmes nombres de régence désignent des éléments identiques
La fig. 1 est un schéma du circuit de contrôle de la vitesse d'un moteur établi conformément à la pré- sente invention.
La fig. 2 est un schéma simplifié du dispositif de contrôle de la vitesse du moteur de la fig. 1, et
Les fig. 3A à 3E représentent, sous forme sché- matique simplifiée, les dispositions de circuit qui se présentent succesivement lorsque le dispositif de contrôle de la-vitesse du moteur de la fig.-l parcourt un cycle de travail complet.
Si l'on se réfère à la fig. 1 du dessin, on voit que l'on y a représenté un moteur comportant une armature 10 et un champ '11, des relais 12 et 13, une source de po- tentiel positif relativement bas dés ignée-par 14 et une source de potentiel positif relativement élevé désigné par 15, ces deux sources ayant une borne commune négative ou borne mise à la masse, ainsi qu'un certain nombre de condensateurs et résistances associés.Ainsi qu'on l'a indiqué sur la fig. 1, le dispositif de contrôle du moteur occupe sa position normale, dans laquelle le moteur tourne à la première et à la plus lente des deux vitesses prédé terminées. Dans ces conditions, les relais 12 et 13 sont déclenché$.
Les contacts de relais 12a, 12d, 13b et 13d sont fermés.Les contacts de relais 12b, 12o, 13a et 13c sont-ouvertsLe relais 12 est excité lors de la fermeture d'un commutateur 16 qui est commandé par le mécanisme (non .représenté) avec lequel le dispositif de contrôle de la
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vitesse du moteur doit être utilise. La fermeture du com- mutateur 16 peut être considéra comme constituant un pre- mier signal roquèrent le début do l'accélération. L'ouver- ture de ce commutateur, qui provoque le déclenchement du relais 12, peut être désignée sous le nom de second signal,
et sert à indiquer que la décélération ou le freinage vc commencer.
Ainsi qu'on l'a indiqué sur la fig.1, la bobine du relais 15 est toujours connectée en série avec une ré- sistance 17 à travers l'armature 10 mais, pendant la rota- tion à vitesse réduite, la tension à travers la bobine du relais est insuffisante pour provoquer son excitation. En outre, ce relais n'est pas excité immédiatement lorsque la tension à travers l'armature. 10 s'élève, étant donné qu'un condensateur 18 shunté à travers la bobine du relais 13 sert, en combinaison avec la résistance 17,de dispositif retardateur destiné à retarder l'excitation du relais 13.
Ceci constitue une caractéristique importante de la pré- sente invention.
La résistance 19, qui est de préférence réglable, peut être connectée en série avec la source de potentiel réduit 14 et, si on l'utilise, elle sert à régler la pre- mière vitesse prédéterminée ou vitesse lente du moteur.
Une résistance 20, de préférence réglable, connectée à tra- verd l'armature 10 pendant le fonctionnement à grande vi- tesse, améliore le réglage du moteur et peut également être réglée de manière à établir la première vitesse pré- déterminée ou vitesse lente du moteur. Si on le désire, on peut supprimer la résistance 19, le contrôle de la vi- tejoe étant renforcé par l'empli@de contacts commandos par des régulateurs montés en série avec la résistance 20.
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Ces contacts s'ouvrent momentanément chaque fois que la vitesse tombe au-dessous de la première vitesse prédéter- minée. Les résistances 21 et 22, qui, de préférence, sont l'une et l'autre réglables, servent ensemble à limiter la seconde vitesse prédéterminée ou vitesse élevée eu moteur.
La résistance 21 assure un réglage précis de la vitesse, tandis que la résistance 22a essentiellement pour rôle de limiter le flux de courant dans le circuit.
Une résistance 23, de préférence réglable, peut être connectée en série de la manière indiquée avec un condensateur 24 à travers des contacts de relais 13c en vue de constituer un élément de stabilisation facultatif, dans un but qui sera décrit plus loin. Les condensateurs 25, 26, 27, 28, 29, 30 et 31 sont utilisés dans le but de réduire au minimum la formation d'arc entre les contacts de relais avec lesquels ils sont respectivement associés.
Un redresseur 32 est connecté en série avecla source 14 de potentiel réduit pour .empêcher le passage du courant, du fait de la différence de potentiel des sources 14 et 15, lors de la fermeture des contacts de relais 12b.
Le fonctionnement du dispositif de contrôle de la-vitesse du moteur conforme à la présente invention se comprendra plus facilement si l'on se reporte à la fig. 2 ainsi qu'aux fig. 3A à 3E, qui ne représentent respective- ment que les parties du schéma simplifié de la fige 2 qui sont utilisées au cours de chacune.des différentes étapes constituant un cycle de travail complet.
Si l'on se réfère en premier lieu à la fig. 3A on voit que l'on y a représenté la disposition des éléments du circuit pour le fonctionnement du moteur à vitesse réduite (disposition représentée également sur les fig. 1 et 2). Dans ce cas, l'armature 10 et le champ 11 sont
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effectivement connectes en série avec le rediesseur 32 et la résistance 19 disposés entre la source 14 de potentiel réduit et la niasse étant donné que les contracta de relais
12d et 13d occupent leur position normalement fermée. Du fait que les contacts de relais la sont fermés, la résis- tance 20 est shuntée à travers l'armature 10 pour améliorer le réglage de la vitesse.
La résistance réglage 19 permet de régler la vitesse du moteur à une première valeur dési- rée prédéterminée.
Le fonctionnement du dispositif de circuit re- présenté sur la fige 3A se poursuit avec le moteur tournant à la première vitesse prédéterminée, jusqu'à réception d'un premier signal, indiquant que l'accélération va com- mencer. Ainsi qu'on l'a décrit précédemment à propos de la fig. 1, on suppose que ce premier signal est constitué par la fermeture du commutateur 16, qui provoque à son tour l'excitation du. relais 12. Au cours de la phase d'accélé- ration qui en résulte, et qui est représentée sur la fig.
3B, les contacts de relais 12b et 12c sont fermés, de sorte que l'armature 10 et le champ 11 sont effectivement connectés en série par l'entremise des contacts de relais normalement fermés 13b entre la source 15 de potentiel élevé et la masse. Aucune résistance ne demeure dans le trajet série, et la résistance 20 de. réglage de le vitesse du moteur est mise hors d'action par l'ouverture des con- tacts de relais 12a. En conséquence, le moteur passe rapi- dement de le, première vitesse prédéterminée à une seconde vitesse prédéterminée.
Pour empêcher le moteur, soumis à une accéléra- tion rapide, de dépasser la seconde vitesse prédéterminée, la tension nui augmente à travers l'armature 10 est c.ppli-
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quée par l'entremise de la résistance 17 à la bobine du relais 13 de sorte que, dès que le condensateur en paral- lèle 18 s'est chargé suffisamment, le relais 13 est excité.
L'excitation du relais 13 ferme les contacts 13a, shuntant @ ainsi la résistance 21 à travers l'armature 10. L'ouver- ture des contacts 13bmet la résistance 22 en série avec .l'armature 10 et le champ 11. Les deux résistances agis- sent pour réduire la vitesse du moteur, et la résistance réglable 22 permet le réglage à une voleur déterminée de @ la seconde vitesse prédéterminée. La fig. 30 représente @ cette phase de réduction de la vitesse. En outre, les contacts 13d s'ouvrent èt les contacts 13c se ferment, de sorte que toute charge susceptible de persister dans le condensateur 24 se trouve dissipée à travers la résistance
23.
L'opération se poursuit avec la disposition de circuit de la fig. 30, la vitesse du moteur étant maintenue à la seconde valeur prédéterminée jusqu'à réception d'un se- cond- signal.
Ainsi qu'on l'a signalé précédemment, le second signal,'qui requiert le début de la décélération ou freina- ge, est donné par l'ouverture du commutateur 16, qui a pour résultat le déclenchement du xelais 12. Du fait de- la construction du relais 12, l'ouverture des contacts 12b et 12c, déconnectant l'armature. 10 -d'avec la source 15 de potentiel élevé, a lieu peu de' temps avant la fermeture des contacts 12a et 12d. Pendant cette période de transi-' tion, l'armature tourne encore à vitesse élevée,son champ
11 étant alimenta par la source 14 de potentiel réduit au moyen des contacts fermés 13a, ainsi qu'on l'a représenté sur la fig. 3D.
En conséquence, une tension est engendrée à travers l'armature 10, tension dont la polarité est in-
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diquce sur cette figure, de sorte que le courant continue à s'écouler à travers le. résistance 17 et la bobine du re- lais 15 dans la même direction que précédemment . Le relais
13 demeure donc excité et les contacta de relais 15a et
13c demeurent fermés. Ceci constitue la première pase de l'opération de freinage.
La seconde phase de l'opération de freinage com- mence avec la fermeture des contacts 12a et 12d. Ainsi qu'on l'a indiqué sur la fig. 3E, 1 'armature 10 et le champ 11 sont maintenant connectés en série avec la résistance .
20 disposée entre la source 15 de potentiel élevé et la masse. Les résistances en série 21 et 22 sont shuntés à travers la résistance 20. Il importe de remarquer que, dans ce cas, l'armature est connectée dans le circuit suivant une polarité opposée à celle représentée sur chacune des figures 3A, 3B et 3C. Par conséquent, un courent relative- ment important mais limité par la résistance traverse l'armature 10 entre la borne négative et la borne positive, courant lui va dans le sens opposé à la direction qu'il suivait précédemment.
le courant s'écoule à travers le tamp 11, mais toutefois dans la même direction que pré- cédemment. Le moteur développe donc un couple dans le sens opposé à celui de sa cotation et il se trouve ainsi rapi- dement décéléré. Ceci constitue le principe bien connu du freinage électrique, désigné parfois sous le nom de frei- nage par inversion du moteur . Il est donc clair que la décélération s'effectue au cours de deux étapes distinctes, en excitant successivement le champ 11 à partir de la sour- ce de potentiel 14 puis en excitant à la fois l'armature 10 et le champ 11 à partir de la source de potentiel 15.
Dans l'intervalle, étant donné que le champ Il
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n'a pas été inversé et que le sens de rotation de l'arma- ture 10 n'est pas modifié, la tension engendrée à travers l'armature conserve se. polarité initiale, de sorte que le relais 15 demeure d'abord excité. Toutefois, au. fur et à mesure que l'armature ralentit, la force électromotrice engendrée décroît jusqu'à ce que le. tension de l'enflure devienne insuffisante pour maintenir excité le relais 13.
Lorsque le relais 13 est déclenché, ses contacts 13a et 13c s'ouvrent, déconnectant ainsi la source 15 de potentiel élevé d'avec le champ 11. Au même moment, les contacts 13b et l3d se fa ;ment, complétant de ce fait le circuit initial' à vitesse.lente, tel qu'on l'a représenté sur la fig. 3A. Le moteur tourne de nouveau à la première vitesse prédéterminée, sous l'action de la source 14 de potentiel réduit.
Dans certaines applications du dispositif de contrôle de la vitesse d'un moteur- conforme à la présente invention, on a remarqué une augmentation momentanée de la vitesse du moteur après la fin de la seconde phse de l'opération de freinage. Conformément aune caractéristique importante de la présente invention, cette difficulté à laquelle il y a quelquefois lieu de faire face est surmon- tée grâce à un dispositif de stabilisation facultatif, comprenant la résistance 23 et le condensateur 24 connectés en série à travers les contacts 'de relais 13c.
Le fait de prévoir ce réseau permet au champ 11 d'être excité à la fois à partir de la. source 14 de potentiel réduit et de la source 15 de potentiel élevé, et ce pendant un interval- le de temps prédéterminé après que le moteur ralentit pour revenir à la première vitesse prédéterminée. Ce flux de courant plus fort à travers le -champ Il pendant un court
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laps de temps après la fermeture des contacts 13d empêche sensiblement toute augmentation préjudiciable de la vites- se pendant cette période. La longueur du laps de temps pendant lequel ce contrôle stabilisateur facultatif est . exercé est facilement réglée grâce à un choix approprié dés valeurs de la résistance 23 et du condensateur 24.
Il doit être entendu que les polarités indiquées plus haut ainsi que les indications de polarités portées sur le dessin à propos de 1 'armature 10 et des sources de potentiel 14 et 15 sont simplement destinées à faciliter la description du fonctionnement du dispositif conforme à l'invention, et que ces polarités peuvent être inversées totalement si on le désire,sans que 'l'on s'écarte'pour cela de la portée de l'invention.
Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention conforme à celui représenté sur la fig.l du dessin et qui a été construit et a fonctionné de façon satisfaisante, on a utilisé les constantes énumérées ci- dessous;
EMI11.1
<tb> Condensateurs <SEP> 18, <SEP> 25, <SEP> 26, <SEP> 29 <SEP> 0,5 <SEP> miorofarod
<tb>
<tb> Condensâtes <SEP> 24 <SEP> 1000,Omicrofarads
<tb>
<tb> Condensateurs <SEP> 27, <SEP> 28, <SEP> 30, <SEP> 31 <SEP> .5,0 <SEP> microfanads
<tb>
<tb> Résistance <SEP> 17 <SEP> 200,0 <SEP> ohms
<tb>
<tb> Résistance <SEP> 19 <SEP> 5,0 <SEP> ohms(réglable)
<tb>
<tb> Résistance <SEP> 20 <SEP> 10,0 <SEP> ohms <SEP> (réglable} <SEP>
<tb> Résistances <SEP> 21 <SEP> et <SEP> 23 <SEP> 15,0 <SEP> ohms(réglable)
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> 22 <SEP> 10,0 <SEP> ohms <SEP> (:
réglable) <SEP>
<tb> Source <SEP> de <SEP> potentiel <SEP> 14 <SEP> 45 <SEP> volts <SEP> continu
<tb>
<tb> Source <SEP> de <SEP> potentiel <SEP> 15 <SEP> 150 <SEP> volts <SEP> continu
<tb>
En utilisant les constantes ci-dessus avec un moteur universel de 1/6 de CV fonctionnant sous 115 volts,
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de construction standard Liais de préférence à ventilation forcée, on a constate qu'il. était possible d'effectuer un cycle de travail en moins de 65 millisecondes et de tra- vailler à des fréquences atteignant 500 cycles par minute.
Dans ce mode de réalisation particulier, le première vites- se prédéterminée était de l'ordre de 1500 tours/minute et le seconde vitesse prédéterminée de l'ordre de 3600 tours/ minute.
Bien que l'on ait représenté, décrit et signalé les caractéristiques fondamentales nouvelles de 1'invention dans leur application à un mode de réalisation préféré, il doit être entendu que l'homme-de l'art peut, sens s'écar- ter de l'esprit de l'invention, apporter diverses suppres- sions, substitutions et modifications à la forme et aux détails du dispositif représenté et décrit, ainsi qu'à son mode de fonctionnement.
EMI12.1
R B: v: Ii DIe A T l 0 l S
1. Dispositif de contrôle de la vitesse d 'un moteur électrique, comportant une armature et un champ, dispositif comprenant un premier élément destiné à faire tourner ledit moteur à une première vitesse prédéterminée, un second élément destiné à accélérer ledit moteur pour l'amener aune seconde vitesse prédéterminée lors de la réception d'un premier signal, un trois ions élément destiné à faire tourner ledit moteur à cette seconde vitesse jus- qu'à réception d'un second signal,
et un élément destiné à ramener ledit moteur à le. première vitesse précitée lors de la réception d'un second signal, ledit dispositif de contrôle étant caractérisé par le fait que le premier élé- ment précité comporte un moyen'destiné à exciter l'armature et le champ précités à partir d'une première source de
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potentiel, et que le second élément comporte un moyen des- tiné à exciter l'armature et le champ à partir d'une seconde source de potentiel.
2. Dispositif tel que celui visé sous 1, caracté- risé par le fait que l'élément de décélération utilise le freinage électrique.
3. Dispositif tel que celui visé sous 2, carac- térisé par le fait que l'élément de décélération utilise succesivement la première et la seconde sources de potentiel.
4. Dispositif tel que celui visé sous 1 à 3, caractérisé par le fait que l'armature et le champ précités sont connectés en série pendant le travail, à la fois par le premier et le second éléments.
5. Dispositif tel que celui visé sous 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément de décélération pré- cité comporte un moyen destiné à exciter successivement le champ à partir de la première source de potentiel, puis à connecter l'armature et le champ précités en série avec la seconde source de potentiel.
6. Dispositif tel que celui visé sous 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un élément de stabilisation-est prévu pour exciter le champ à la fois a partir de la première et de la seconde sources de potentiel pendant un interval- le de temps prédéterminé après la décélération du moteur vers la première vitesse précitée.
7. Dispositif tel que celui visé sous 4, carac- térisé par le fait que le second élément comporte un moyen destinéà connecter l'armature -précitée suivant une pre- mière polarité et le champ précité en série avecla seconde source de potentiel, et que.l'élément de décélération com- porte un moyen destiné à exciter successivement le champ précité à partir de la première source de potentiel, puis
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à connecter ladite armature suivant: une seconde polarité et ledit champ en série avec la seconde source de potentiel précitée.
8* Dispositif tel que celui visé sous 1 à 7, caractérisé par le fait que le troisième élément comporte un moyen retardateur susceptible de réagir au potentiel traversant l'armature pour connecter les éléments réducteurs de vitesse en circuit avec l'armature et le champ précités,
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The present invention relates to engine speed control devices, and more particularly to a control device making it possible to communicate two different speeds to an engine. Although not limited to this application, the device according to the present invention is specially designed to control the paper drive motor of an accounting machine such as a tabulator operating at high speed.
Previously known engine speed control devices are not referred to as
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fully satisfactory when used in such applications. Some of the devices belonging to the. prior art were too complicated and costly. Other devices in full use have been shown to be unable to provide sufficiently rapid acceleration and deceleration of the motor to meet the very stringent requirements of paper feed devices.
An essential object of the present invention is therefore conspired by an engine control device, the construction of which is relatively simple.
Another object of the invention is constituted by an engine control device capable of causing extremely rapid changes in the speed of the wheel.
The subject of the invention is also: a device ensuring rapid modifications of the speed according to predetermined values.
a device for controlling the speed of an engine which allows acceleration from a first predetermined speed to reach a second predetermined speed, followed by a deceleration bringing it back to the first predetermined speed.
- a device for controlling the speed of an engine, in which the engine rotates continuously, in the same direction.
- a device for controlling a motor, specially designed for use with paper feed devices at two different speeds of accounting machines such as tabulators operating at high speeds.
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In accordance with the present invention, there is provided a device for controlling the speed of an electric motor, which device comprises the combination. of a number of constituent elements. These elements include a device intended to actuate the motor at a first predetermined speed, a device intended to accelerate the motor to a second predetermined speed upon receipt of a first signal, a device intended to. running the motor at the second speed until a second signal is received, and finally a device for returning the motor to the first speed when a second signal is received.
During the. operating at the first speed, the armature and the field are preferably excited from a first source of potential. A second source of potential is preferably provided to excite mature. and the field, during acceleration. The decelerator device preferably comprises elements intended to successively excite the field from the first potential source and then to excite both the armature and the field from the second potential source. The deceleration device preferably uses electric braking.
In accordance with another important feature of the present invention, a stabilization device may be provided to excite the field from both the first and second potential sources for a predetermined time interval - after the motor has returned. at first gear.
Other objects and features of the present invention will be pointed out in the course of the description and claims which follow, illustrated with the aid of
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of the appended drawing, which indicate, by way of example, the principle of the invention as well as the best mode of implementation of this principle which has been envisaged.
In the drawing, where the same regency numbers designate identical elements
Fig. 1 is a diagram of the motor speed control circuit established in accordance with the present invention.
Fig. 2 is a simplified diagram of the device for controlling the speed of the motor of FIG. 1, and
Figs. 3A to 3E show, in simplified diagrammatic form, the circuit arrangements which occur in succession when the engine speed control device of FIG.-1 goes through a complete working cycle.
Referring to fig. 1 of the drawing, we see that there is shown a motor comprising an armature 10 and a field '11, relays 12 and 13, a source of relatively low positive potential designated by 14 and a source of potential. relatively high positive denoted by 15, these two sources having a common negative terminal or terminal grounded, as well as a number of associated capacitors and resistors. As indicated in fig. 1, the engine control device occupies its normal position, in which the engine runs at the first and slower of the two predetermined speeds. Under these conditions, relays 12 and 13 are triggered $.
Relay contacts 12a, 12d, 13b and 13d are closed Relay contacts 12b, 12o, 13a and 13c are open Relay 12 is energized when closing a switch 16 which is controlled by the mechanism (no. shown) with which the control device
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motor speed should be used. Closing of switch 16 can be regarded as constituting a first signal for the start of acceleration. The opening of this switch, which triggers relay 12, may be referred to as the second signal,
and is used to indicate that deceleration or braking vc to start.
As shown in fig. 1, the coil of the relay 15 is always connected in series with a resistor 17 across the armature 10 but, during rotation at reduced speed, the voltage at through the relay coil is insufficient to cause its excitation. Also, this relay is not energized immediately when voltage across the armature. 10 rises, since a capacitor 18 shunted through the coil of relay 13 serves, in combination with resistor 17, as a delay device for delaying the energization of relay 13.
This constitutes an important feature of the present invention.
Resistor 19, which is preferably adjustable, may be connected in series with reduced potential source 14 and, if used, serves to adjust the first predetermined speed or slow speed of the motor.
A resistor 20, preferably adjustable, connected through armature 10 during high speed operation, improves motor tuning and can also be adjusted to establish the first predetermined speed or slow speed of the motor. engine. If desired, resistor 19 can be omitted, the speed control being reinforced by the use of commando contacts by regulators mounted in series with resistor 20.
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These contacts open momentarily whenever the speed drops below the first preset speed. The resistors 21 and 22, which are preferably both adjustable, together serve to limit the second predetermined speed or high speed of the motor.
The resistor 21 provides precise speed control, while the resistor 22 has essentially the role of limiting the flow of current in the circuit.
A resistor 23, preferably adjustable, may be connected in series as shown with a capacitor 24 through relay contacts 13c to provide an optional stabilization element, for a purpose which will be described later. The capacitors 25, 26, 27, 28, 29, 30 and 31 are used in order to minimize arcing between the relay contacts with which they are respectively associated.
A rectifier 32 is connected in series with the source 14 of reduced potential to prevent the passage of current, due to the potential difference of the sources 14 and 15, during the closing of the relay contacts 12b.
The operation of the engine speed control device according to the present invention will be more easily understood by referring to FIG. 2 as well as in fig. 3A to 3E, which respectively represent only the parts of the simplified diagram of fig. 2 which are used during each of the different stages constituting a complete work cycle.
If we first refer to FIG. 3A it can be seen that there is shown the arrangement of the elements of the circuit for operating the engine at reduced speed (arrangement also shown in FIGS. 1 and 2). In this case, reinforcement 10 and field 11 are
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actually connected in series with the rediessor 32 and the resistor 19 arranged between the source 14 of reduced potential and the mass given that the relay contracta
12d and 13d occupy their normally closed position. Because the relay contacts 1a are closed, resistor 20 is shunted through armature 10 to improve speed control.
The adjustment resistor 19 makes it possible to adjust the speed of the motor to a first predetermined desired value.
Operation of the circuit device shown in Fig. 3A continues with the engine running at the first predetermined speed, until a first signal is received, indicating that acceleration is about to begin. As has been described previously with regard to FIG. 1, it is assumed that this first signal is constituted by the closing of the switch 16, which in turn causes the excitation of the. relay 12. During the acceleration phase which results therefrom, and which is represented in FIG.
3B, relay contacts 12b and 12c are closed so that armature 10 and field 11 are effectively connected in series through normally closed relay contacts 13b between high potential source 15 and ground. No resistance remains in the series path, and resistance 20 of. motor speed adjustment is disabled by opening relay contacts 12a. As a result, the motor rapidly changes from the first predetermined speed to a second predetermined speed.
To prevent the motor, subjected to rapid acceleration, from exceeding the second predetermined speed, the harmful voltage increases across the armature 10 is c.ppli-
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connected through resistor 17 to the coil of relay 13 so that, as soon as the parallel capacitor 18 has charged sufficiently, relay 13 is energized.
Excitation of relay 13 closes contacts 13a, thereby bypassing resistor 21 through armature 10. Opening of contacts 13b puts resistor 22 in series with armature 10 and field 11. Both resistors act to reduce the speed of the motor, and the adjustable resistor 22 allows the adjustment to a determined thief of the second predetermined speed. Fig. 30 represents this phase of speed reduction. Furthermore, the contacts 13d open and the contacts 13c close, so that any charge that may persist in the capacitor 24 is dissipated through the resistor.
23.
The operation continues with the circuit arrangement of fig. 30, the speed of the motor being maintained at the second predetermined value until a second signal is received.
As previously pointed out, the second signal, which requires the start of deceleration or braking, is given by the opening of switch 16, which results in tripping of xelay 12. Due to - construction of relay 12, opening of contacts 12b and 12c, disconnecting the armature. 10 -with the high potential source 15, takes place shortly before the closing of the contacts 12a and 12d. During this period of transition, the armature still rotates at high speed, its field
11 being supplied by the source 14 of reduced potential by means of the closed contacts 13a, as has been shown in FIG. 3d.
As a result, a voltage is generated across armature 10, the polarity of which is reversed.
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diquce in this figure, so that the current continues to flow through the. resistor 17 and the coil of relay 15 in the same direction as before. Relay
13 therefore remains energized and contacts them with relays 15a and
13c remain closed. This is the first step in the braking operation.
The second phase of the braking operation begins with the closing of contacts 12a and 12d. As indicated in FIG. 3E, armature 10 and field 11 are now connected in series with the resistor.
20 disposed between the source 15 of high potential and the ground. Series resistors 21 and 22 are shunted through resistor 20. It is important to note that, in this case, the armature is connected in the circuit in an opposite polarity to that shown in each of Figures 3A, 3B and 3C. Consequently, a relatively large current but limited by resistance passes through armature 10 between negative terminal and positive terminal, current flowing in the opposite direction to the direction it was previously following.
the current flows through the buffer 11, but however in the same direction as before. The motor therefore develops a torque in the opposite direction to that of its quotation and it is thus rapidly decelerated. This constitutes the well known principle of electric braking, sometimes referred to as reverse motor braking. It is therefore clear that the deceleration takes place in the course of two distinct stages, by successively exciting the field 11 from the potential source 14 then by exciting both the armature 10 and the field 11 from the potential source 15.
In the meantime, since the field Il
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has not been reversed and the direction of rotation of the armature 10 is not changed, the tension generated across the armature is maintained. initial polarity, so that relay 15 remains energized first. However, at. as the armature slows down, the generated electromotive force decreases until the. voltage from the swelling becomes insufficient to keep relay 13 energized.
When the relay 13 is triggered, its contacts 13a and 13c open, thus disconnecting the high potential source 15 from the field 11. At the same time, the contacts 13b and 13d turn off, thereby completing the initial circuit 'at slow speed, as shown in FIG. 3A. The motor again runs at the first predetermined speed, under the action of the source 14 of reduced potential.
In certain applications of the device for controlling the speed of an engine according to the present invention, a momentary increase in the speed of the engine has been noticed after the end of the second phase of the braking operation. In accordance with an important feature of the present invention, this difficulty which sometimes has to be faced is overcome by an optional stabilization device, comprising resistor 23 and capacitor 24 connected in series through the contacts of the present invention. relay 13c.
The fact of providing this network allows the field 11 to be excited at the same time from the. low potential source 14 and high potential source 15 for a predetermined time interval after the motor slows down to return to the first predetermined speed. This stronger current flows through the field He for a short
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The lapse of time after the closing of the contacts 13d substantially prevents any detrimental increase in speed during this period. The length of time that this optional stabilizer control is. exercised is easily regulated by an appropriate choice of the values of resistor 23 and capacitor 24.
It should be understood that the polarities indicated above as well as the indications of polarities given in the drawing in connection with the armature 10 and the potential sources 14 and 15 are merely intended to facilitate the description of the operation of the device according to the specification. invention, and that these polarities can be completely reversed if desired, without thereby deviating from the scope of the invention.
In a particular embodiment of the present invention in accordance with that shown in Fig. 1 of the drawing and which has been constructed and has operated satisfactorily, the constants listed below have been used;
EMI11.1
<tb> Capacitors <SEP> 18, <SEP> 25, <SEP> 26, <SEP> 29 <SEP> 0.5 <SEP> miorofarod
<tb>
<tb> Condensates <SEP> 24 <SEP> 1000, Omicrofarads
<tb>
<tb> Capacitors <SEP> 27, <SEP> 28, <SEP> 30, <SEP> 31 <SEP> .5,0 <SEP> microfanads
<tb>
<tb> Resistance <SEP> 17 <SEP> 200.0 <SEP> ohms
<tb>
<tb> Resistance <SEP> 19 <SEP> 5.0 <SEP> ohms (adjustable)
<tb>
<tb> Resistance <SEP> 20 <SEP> 10.0 <SEP> ohms <SEP> (adjustable} <SEP>
<tb> Resistors <SEP> 21 <SEP> and <SEP> 23 <SEP> 15.0 <SEP> ohms (adjustable)
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> 22 <SEP> 10.0 <SEP> ohms <SEP> (:
adjustable) <SEP>
<tb> Source <SEP> of <SEP> potential <SEP> 14 <SEP> 45 <SEP> volts <SEP> continuous
<tb>
<tb> Source <SEP> of <SEP> potential <SEP> 15 <SEP> 150 <SEP> volts <SEP> continuous
<tb>
Using the above constants with a 1/6 hp universal motor operating at 115 volts,
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of standard construction Liais preferably with forced ventilation, it was found that. It was possible to complete a work cycle in less than 65 milliseconds and to work at frequencies up to 500 cycles per minute.
In this particular embodiment, the first predetermined speed was of the order of 1500 revolutions / minute and the second predetermined speed of the order of 3600 revolutions / minute.
Although the new fundamental features of the invention have been shown, described and pointed out in their application to a preferred embodiment, it should be understood that those skilled in the art may, meaning deviate from within the spirit of the invention, to make various deletions, substitutions and modifications to the form and details of the device shown and described, as well as to its mode of operation.
EMI12.1
R B: v: Ii DIe A T l 0 l S
1. Device for controlling the speed of an electric motor, comprising an armature and a field, device comprising a first element intended to rotate said motor at a first predetermined speed, a second element intended to accelerate said motor to drive it. at a second predetermined speed upon reception of a first signal, a three element ion intended to make said motor rotate at this second speed until reception of a second signal,
and an element for returning said motor to the. aforementioned first speed upon reception of a second signal, said control device being characterized in that the aforementioned first element comprises means intended to excite the aforementioned armature and field from a first source of
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potential, and that the second element comprises a means intended to excite the armature and the field from a second source of potential.
2. Device such as that referred to in 1, characterized in that the decelerating element uses electric braking.
3. Device such as that referred to under 2, characterized in that the deceleration element successively uses the first and second potential sources.
4. Device such as that referred to under 1 to 3, characterized in that the aforementioned frame and field are connected in series during work, both by the first and the second elements.
5. Device such as that referred to under 1 to 4, characterized in that the above-mentioned deceleration element comprises means intended to successively excite the field from the first source of potential, then to connect the armature and the aforementioned field in series with the second source of potential.
6. Device such as that referred to under 1 to 5, characterized in that a stabilization element is provided to excite the field both from the first and from the second potential sources for an interval of. predetermined time after deceleration of the motor to the aforementioned first speed.
7. Device such as that referred to under 4, charac- terized in that the second element comprises means intended to connect the above-mentioned armature according to a first polarity and the aforementioned field in series with the second source of potential, and that .the deceleration element comprises a means intended to successively excite the aforesaid field from the first source of potential, then
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in connecting said following armature: a second polarity and said field in series with the aforementioned second potential source.
8 * Device such as that referred to under 1 to 7, characterized in that the third element comprises a delay means capable of reacting to the potential crossing the armature to connect the speed reducing elements in circuit with the aforementioned armature and field ,