Dispositif de réglage de 1a vitesse d'une machine actionnée par plusieurs moteurs: L'invention est relative à un dispositif de réglage de la vitesse d'une machine action née par plusieurs moteurs, telle que par exemple une machine à fabriquer le papier, dans laquelle une série d'éléments actionnés chacun par un moteur séparé doivent marcher à des vitesses relatives déterminées et dans laquelle il y a titi dispositif de réglage dis tinct pour chaque moteur séparé, ce dispositif consistant en un rotor actionné par le moteur et en un stator associé à ce rotor et libre de se déplacer pour régler la vitesse du mo teur lorsqu'il existe un.
effort statique entre lui et ce rotor, caractérisé par le fait que chaque dispositif de réglage consiste en titi électro-aimant rotatif à pôle fixe, actionné par le moteur à régler et tournant avec titi stator en équilibre qui est alimenté par une source commune de courant alternatif.
Le -dessin annexé représente schématique ment, à titre d'exemple, une forme d'exécu tion de l'objet de l'invention.
Fig. 1 est Lui schéma de l'installation complète; Fig. 2 et 3 sont des vues de détail, et Fig. 4 est une vue d'une variante de dé tail.
En se reportant à la fig. 1 du dessin, on voit que 1, 2 et 3 représentent les éléments d'une machine qu'il faut régler. Chaque élé ment est actionné par un moteur 4 représenté, dans ce cas, comme des moteurs à courant direct reliés aux conducteurs principaux 5 et 6, lesquels sont alimentés par rut générateur 7, tin commutateur-interrupteur 71 est inter calé dans le circuit. Une résistance de dé marrage 8 est prévue pour chaque moteur. Le générateur 7 possède titi enroulement de champ 9, alimenté par titi excitateur 10.
Une résistance réglable 11 est prévue dans le circuit de l'enroulement de champ 9 pour. régler le voltage du générateur. L'excitateur 10 est muni d'un enroulement de champ en série 12 et d'un enroulement de champ en dérivation 13, cumulés dans le circuit dans lequel est, en outre, prévue une résistance 11. Le voltage donné par le générateur 7 aux conducteurs prïncipaux 5 et 6 peut être réglé ordinairement au moyen de la résistance 11 placée dans le circuit de l'enroulement de champ 9. Chaque moteur 4 est muni d'un enroulement de champ 15.
Une borne de cha que enroulement de champ 15 est connectée au fil principal d'excitation 16, qui conduit di rectement à une borne de l'excitateur 1.0. L'autre borne de chaque enroulement de champ 15 est connectée par une résistance réglable 17 au conducteur principal d'excita tion 18, lequel conduit à l'autre borne de l'excitateur 10 par un conducteur 19 et l'en roulement de champ en série 12. Une résis tance réglable 20 est prévue dans la con nexion, entre les conducteurs 18 et 19, pour permettre de faire varier le voltage de l'ex citatioti des conducteurs 16 et 18 et simul tanément de régler la résistance des différents enroulements de champ 15, sans faire varier le voltage dans les conducteurs 16 et 19.
Dans cette figure on a représenté également un bras unique 21 disposé de manière à commander les résistances 11 et 20, (ce bras étant représenté en position ouverte appuyé contre une butée 22):
Dans cette position du bras 21 le circuit de l'enroulement de champ 9 du générateur et le circuit, fournissant du courant aux enroulements de champ 15 des moteurs, sont ouverts. Lorsque le bras 21 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre il vient fermer le circuit du générateur et les circuits d'enroulements de champ des moteurs, et ainsi éloigne la résistance 11 de l'enroule ment de champ 9 du générateur, de, manière à donner à ce dernier son plein voltage, après quoi Lire plus ou moins grande quantité de la résistance 20 peut être intercalée clans le circuit pour contrôler l'intensité de champ et la vitesse des moteurs 4.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à cette disposi tion particulière des circuits pour fournir de l'énergie aux moteurs d' action il cillent.
Afin de maintenir les différents éléments de la machine dans un rapport de vitesse rigoureusement fixé on prévoit, dans la forme d'exécution représentée au dessin, une petite machine régulatrice dynamo-électrique ayant deux membres, pouvant se déplacer pour cha- que élément de la machine, excepté un, cette machine étant disposée de manière à action- lier un alternateur.
Cette dynamo-régulatrice doit être du type fonctionnant synchronique- ment, c'est-à-dire qu'elle doit tendre à main tenir Lille vitesse de rotation basée sur un rapport déterminé de cette vitesse à la fré quence du courant alternatif fourni par cette machine. Au dessin l'élément 3 est connecté à un alternateur synchrone 25, lequel comprend un enroulement d'armature à courant alterna tif 26, qui est adapté à être connecté au moyen d'un commutateur 27 aux conducteurs principaux de courant alternatif 28, 29 et 30, et un enroulement de champ 31, lequel est connecté par une résistance réglable 32 aux conducteurs d'excitation 16 et 18.
Puis que on a représenté un alternateur polyphasé, il va de soi qu'un alternateur d'un nombre quelconque de phases petit être employé. Chacun des éléments 1 et 2 possède une machine synchrone qui comprend un rotor 35 et un stator 36.
Chaque rotor 35 est actionné par le moteur correspondant 4 au moyen des poulies coniques 37 et 38 et de l'engrenage 39, qui servent, en outre, à multiplier la vi tesse du rotor par rapport à celle du moteur, une courroie réglable 40 est disposée sur chaque paire de poulies coniques, pour per mettre de régler la vitesse de chaque élément particulier de la machine par rapport aux i oses respectives des éléments restants. v âe, Le rotor 35 de chaque machine synchrone est muni d'un enroulement de courant direct 43, qui est disposé de manière à munir le rotor de pôles magnétiques d'une polarité donnée.
Chaque enroulement 43" peut être connecté au moyen de bagues collectrices 44 aux conducteurs d'excitation 16 et 19.
Au lieu d'employer ce type de rotor à polarité: fixée on peut employer un rotor à roues ayant certaines parties enlevées de ma nière à former des pôles déterminés sans en roulements magnétisants (fig.4). Le stator de chaque machine synchrone possède un en roulement de courant alternatif, qui est con- ecté au moyen d'un commutateur 46 aux conducteurs de courant alternatif 28, 29 et 30, lesquels sont alimentés en courant alter natif d'une fréquence déterminée parla vitesse de l'alternateur 25 actionné par le moteur 4 de l'élément 3.
Le stator 36 de chaque machine synchrone est monté de manière à pouvoir se déplacer librement, indépendamment du rotor 35 dans deux directions autour de ce rotor, et est construit de manière à être équilibré dans toutes les positions, de manière à pouvoir rester en équilibre dans chacune de ces posi tions. Chaque stator actionne des moyens de régulation appropriés pour le moteur de l'élé ment de machine correspondant. Dans la forme représentée ces moyens de régulation com prennent un rhéostat permettant de régler l'excitation du moteur d'actionnement. Ce rhéostat est disposé de manière à être ac tionné directement par le stator.
Selon l'in vention le stator n'a pas de position dans laquelle il est penché d'une manière quelcon que, c'est pourquoi ce stator et ce rhéostat restent en équilibre dans toute position at teinte a, la suite d'une variation de charge, demandant an réglage du rhéostat pour la compenser. Grâce à cette construction on obtient une régulation très sûre et très sen sible.
Si on le trouve désirable, la machine régulatrice peut être disposée comme un dynamomètre faisant contact (fig. 4), qui commande un moteur pilote 61 pour contrôler la résistance 58 dans le champ du moteur d'actionuenient. Dans ce cas il devient né cessaire de s'opposer à la rotation du stator au moyen d'un ressort 62 ou de tout autre moyen de rappel. afin de maintenir les cou- tacts normalement ouverts.
On voit, dans la disposition représentée, que le retard dans le fonctionnement provenant de l'emploi d'un dispositif régulateur à inoteur-pilote, est sup primé aussi longtemps qu'un mouvement du stator est accompagné par un changement immédiat dans l'intensité de champ du mo teur d'actionnement cc rrespondant. Afin que l'appareil régulateur soit aussi réduit et aussi sensible que possible, il est désirable que la friction du rhéostat soit négligeable.
LTn rhéostat sans friction 50 est représenté au dessin comme comprenant Lin bras pivoté 51 dont une extrémité peut venir en prise avec des chevilles 52 et 53 portées par le stator 36. Un secteur 54 est monté à l'autre extrémité de ce bras de manière à pouvoir pivoter. Le bras 5l et le secteur 54 sont montés sur des paliers à billes 55 et 56,.respectiveinent, et sont disposés de telle manière que, lorsque le bras 51 est déplacé par le stator corres pondant 36, le secteur 54 roule sur les con tacts 57 auxquels les sections de la résistance 58 sont connectées par tous moyens appro priés, telles que des bornes 60.
Lorsque leur rhéostat est disposé de manière à fonctionner comme représenté, des butées 61 et 62 sont prévues pour limiter les déplacements angu laires du secteur 54 du rhéostat. Afin de simplifier la description du fonc tionnement de la forme d'exécution représentée nous allons d'abord décrire le fonctionnement normal de l'appareil et ensuite décrire com ment la machine peut être mise en marche. Avec toute fréquence donnée des conduc teurs 28, 29 et 30 la vitesse et la direction de rotation des champs magnétiques induits dans les enroulements distribués sur les sta tors 36 sont les mêmes que la vitesse et la direction de rotation des rotors 35 actionnés par les différents éléments de machines.
En vertu de la propriété bien connue des ma chines dynamo-électriques synchrones, les pôles magnétiques du rotor tendent à rester dans un rapport d'espace donné relativement aux pôles magnétiques du stator.
Tant que les enroulements de tous les stators 36 sont ali- meptés avec nu courant de la même fréquence, les champs magnétiques induits par les dif férents enroulements de stator tourneront à la même vitesse, et, toute tendance qu'un de ces rotors se départisse de cette vitesse con trôlée fait que le stator correspondant actionne le rhéostat correspondant 50, de manière à corriger cette tendance.
Si par exemple un accroissement de charge a lieu dans un élé ment quelconque de la machine, et fait que le moteur d'actionnement 4 de cet élément tend à s'abaisser lentement, le rotor 35 cor respondant tend à tomber derrière le champ rrragnétique produit dans le stator correspon dant 36, ce qui cause une variation selon la position du rotor 35 par rapport au stator 36. Si le bâti du stator 36 était maintenu rigi dement en place la machine comprenant ce stator et le rotor tendrait à fonctionner comme un moteur synchrone recevant sa puissance des conducteurs 28, 29 et 30 et fournissant un effort statique pour aider le moteur.
Les stators 36 pivotent librement de telle manière que le stator 36 d'une seule machine consi dérée commence à se déplacer en arrière en essayant d'atteindre les pôles magnétiques dans le stator dans le rapport d'espace dé terminé relativement aux pôles d'un rotor. Avec 1c s éléments de la machine disposés pour une direction de rotation correspondant aux flèches indiquées sur les rotors 35, ce mouvement arrière du stator 36 amène la cheville 52 en prise avec le bras 51 du rhéostat 50 de telle manière que ce rhéostat est amené à fermer les sections de la résis tance 58 dans le circuit de l'enroulement de champ 15 pour maintenir la vitesse du mo teur à sa vitesse normale de fonctionnement.
Dès qu'une résistance suffisante a été mise clans le circuit de l'enroulement de champ la tendance du rotor 35 du moteur correspon dant de tomber derrière le champ magnétique produit clans le stator correspondant 36, est arrêtée, et le mouvement en arrière du stator arrête le stator venant pour rester dans une position telle que la quantité de résistance 58 existant dans le circuit de l'enroulement de champ 15 est juste suffisante pour faire tourner le moteur à sa vitesse de fonction nenrent normal sous ces nouvelles conditions de charge.
La tendance qu'un des éléments change sa vitesse est ainsi supprimée dés ses débuts et ensuite aucun changement dans cette vitesse ne peut avoir lieu. Lorsque l'un dus moteurs 3 tend à dépasser sa vitesse normale de fonctionnement, le rotor corres pondant 35 entraîne son stator 36 à tourner avec lui dans la direction indiquée par la flèche sur le rotor, amenant ainsi la cheville 53 en prise avec le bras 51 du rhéostat. Le rhéostat est ainsi amené à ouvrir les sections de la résistance 58 hors du circuit de l'en roulement de champ correspondant 15 pour maintenir le moteur 4 à sa vitesse normale de fonctionnement, maintenant ainsi les re lations de vitesse déterminées entre les diffé rents éléments de la machine.
Afin d'empêcher tout mouvement pendu laire du régulateur, une connexion libre est prévue entre chaque stator et le bras corres pondant 51. Dans l'exemple représenté, les chevilles 52 et 53 sont écartées à une petite distance, de telle manière qu'un petit rnouve- ment angulaire du stator 36 peut se produire avant que le rhéostat correspondant 50 soit réglé.
II faut remarquer que la puissance qu'il faut transmettre par la courroie 40 est faible puisqu'on ne développe jamais plus que juste la force statique nécessaire pour actionner le rhéostat sans friction 50. Les poulies coniques 37 et 38 et la courroie 40 peuvent donc être petites et légères et l'ensemble de la machine d'un très petit encombrement.
En utilisant un engrenage 39 pour faire tourner le rotor 35 à une vitesse considéra blement plus grande que l'arbre de l'élément actionné correspondant de la machine ou ob tient, pour titi déplacement angulaire très faible de cet arbre, un effet considérablement amplifié sur le rotor 35. .En construisant la machine régulatrice synchrone comme une machine multipolaire la sensibilité du réglage peut encore être accrue puisque la machine régulatrice développe alors tout son effort de réglage pour une faible variation angulaire en degrés mécaniques.
La machine représentée au dessin peut être mise en marche en faisant démarrer les moteurs 4 simultanément ou chacun indivi duellement. Si les moteurs sont mis en mar,- che simultanément l'excitateur et les plus grandes armatures sont d'abord amenées à leur vitesse normale et l'excitateur amené à sa valeur normale. fin voltage est ainsi ap- pliqué aux conducteurs d'excitation 16 et 19 ce qui fait que les enroulements de champ 43 de la machine synchrone sont excités. Le commutateur 71 est alors ouvert et l'en roulement de champ du générateur est soit désexcité complètement, soit réduit à une très petite valeur dépendant de la position du bras 21 qui commande la résistance 11.
La résistance de démarrage 8 est ouverte ainsi que les commutateurs 27 et 46. Le commu tateur 71 est alors fermé et le voltage du générateur 7 graduellement augmenté en augmentant l'intensité de l.'enroulet ent de champ du générateur 9 et en réduisant la résistance 11.
Puisque chaque moteur 4 est connecté aux conducteurs 5 et 6 l'accroisse ment graduel en voltage dans ces conducteurs augmente graduellement la vitesse du moteur; et puisque les enroulements du rotor 35 de chaque machine synchrone est alimenté en courant, pendant cette opération d'accéléra tion de la vitesse du moteur, les rotors 35 induisent des courants de Foucault dans le bâti des stators 36 pour les entraîner à tour ner et à actionner ainsi les rhéostats 50, afin d'ouvrir la résistance 58, donnant ainsi aux moteurs d'actionnement une grande force de démarrage.
Les moteurs peuvent être mis en marche individuellement en réglant d'abord le voltage du générateur 7 à sa valeur normale et en faisant démarrer ensuite chaque moteur au moyen de la résistance de démarrage corres pondante 8. Lorsque les moteurs ont atteint la vitesse désirée les commutateurs 27 et 46 peuvent être fermés sans qu'il soit nécessaire de s'occuper clé la synchronisation des diffé rentes machines synchrones respectives avec le générateur 25, puisque l'effort statique né cessaire pour déplacer chaque stator est si petit que les machines peuvent facilement marcher synchroniquement.
8i, à quel moment que ce soit pendant le fonctionnement normal de la machine, on désire accroître la vitesse à laquelle marche l'ensemble de la machine, ce résultat peut être obtenu en augmentant la vitesse du moteur 4 actionnant le générateur 25 au moyen de la résistance réglable 17, de ma nière à accroître la fréquence dans les con ducteurs 28, 29 et 30. Toute tendance qu'a cette fréquence à s'accroître agira sur le dis positif de régulation associé avec les autres éléments de la machine pour "affaiblir les champs des moteurs d'actionnement corres pondants, afin d'accélérer les rotors et de les amener en état de synchronisme avec le générateur 25.
C'est pourquoi la vitesse de la machine peut être facilement réglée. On n'obtient pas de grandes variations dans la vitesse en faisant varier l'intensité de champ des moteurs de cette manière. Néanmoins, il est préférable d'assurer ces variations en ré- glatit <B>là</B> résistance 20 dans les circuits de champ du moteur ou en réglant le voltage du générateur 7 qui fournit la force qu'il faut aux moteurs 4, en faisant varier la résistance 11 dans le circuit de l'enroulement de champ du générateur 9.
II arrive fréquemment que, pendant le fonctionnement d'une machine, on doive faire varier la relation existant entre les vitesses des différents éléments de la machine. Pour obtenir ce résultat entre deux de ces éléments quelconques, il suffit de régler la position de la courroie 40 correspondante sur les poulies à cône 37 et 38. On comprend facilement que le réglage de cette courroie donne une vitesse différente de l'élément de la machine pour la même vitesse du rotor actionné par cet élément.
Au lieu d'employer une machine dynamo- électrique dit type synchrone, dans laquelle un des membres est excité, pour produire des pôles magnétiques déterminés, on pour rait naturellement employer tout type de machines fonctionnant synchroniquement. Un exemple bien connu de machines fonctionnant synchroniquement, qui pourrait également être employé, comprend titi rotor en cage d'écu reuil muni de projections polaires obtenues en découpant certaines parties du fer du rotor, comme représenté en 63 (fig. 4).
Device for adjusting the speed of a machine operated by several motors: The invention relates to a device for adjusting the speed of a machine operated by several motors, such as for example a paper-making machine, in in which a series of elements each actuated by a separate motor must operate at determined relative speeds and in which there is a separate regulating device for each separate motor, this device consisting of a rotor actuated by the motor and of a stator associated with this rotor and free to move to adjust the speed of the motor when there is one.
static force between it and this rotor, characterized by the fact that each adjustment device consists of a rotating electromagnet with a fixed pole, actuated by the motor to be adjusted and rotating with a titi stator in equilibrium which is supplied by a common source of current alternative.
The appended -dessin represents schematically, by way of example, one embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is the diagram of the complete installation; Fig. 2 and 3 are detail views, and FIG. 4 is a view of an alternative detail.
Referring to fig. 1 of the drawing, it can be seen that 1, 2 and 3 represent the elements of a machine which must be adjusted. Each element is actuated by a motor 4 shown, in this case, as direct current motors connected to the main conductors 5 and 6, which are supplied by the generator 7, a switch-switch 71 is interlocked in the circuit. A starting resistance 8 is provided for each motor. The generator 7 has titi field winding 9, supplied by titi exciter 10.
An adjustable resistor 11 is provided in the circuit of the field winding 9 for. adjust the generator voltage. The exciter 10 is provided with a series field winding 12 and a shunt field winding 13, accumulated in the circuit in which a resistor 11 is also provided. The voltage given by the generator 7 to the main conductors 5 and 6 can be adjusted ordinarily by means of the resistor 11 placed in the circuit of the field winding 9. Each motor 4 is provided with a field winding 15.
A terminal of each field winding 15 is connected to the main excitation wire 16, which leads directly to a terminal of the exciter 1.0. The other terminal of each field winding 15 is connected by an adjustable resistor 17 to the main excitation conductor 18, which leads to the other terminal of the exciter 10 by a conductor 19 and the field rolling in series 12. An adjustable resistor 20 is provided in the connection, between the conductors 18 and 19, to make it possible to vary the voltage of the ex citatioti of the conductors 16 and 18 and simultaneously to adjust the resistance of the different windings of the cable. field 15, without varying the voltage in conductors 16 and 19.
This figure also shows a single arm 21 arranged so as to control the resistors 11 and 20, (this arm being shown in the open position pressed against a stop 22):
In this position of the arm 21 the circuit of the field winding 9 of the generator and the circuit, supplying current to the field windings 15 of the motors, are open. When the arm 21 turns clockwise it closes the generator circuit and the motor field winding circuits, and thus moves the resistor 11 away from the field winding 9 of the generator, from , so as to give the latter its full voltage, after which a greater or lesser amount of resistor 20 can be inserted in the circuit to control the field strength and the speed of the motors 4.
It goes without saying that the invention is not limited to this particular arrangement of the circuits for supplying energy to the action motors which flicker.
In order to maintain the various elements of the machine in a strictly fixed speed ratio, provision is made in the embodiment shown in the drawing, for a small dynamo-electric regulating machine having two members, which can move for each element of the machine. machine, except one, this machine being arranged so as to actuate an alternator.
This dynamo-regulator must be of the type operating synchronously, that is to say it must tend to maintain the rotational speed based on a determined ratio of this speed to the frequency of the alternating current supplied by this machine. In the drawing the element 3 is connected to a synchronous alternator 25, which comprises an AC armature winding 26, which is adapted to be connected by means of a switch 27 to the main AC conductors 28, 29 and 30, and a field winding 31, which is connected by an adjustable resistor 32 to the field conductors 16 and 18.
Since we have shown a polyphase alternator, it goes without saying that an alternator of any number of phases can be used. Each of the elements 1 and 2 has a synchronous machine which comprises a rotor 35 and a stator 36.
Each rotor 35 is actuated by the corresponding motor 4 by means of the conical pulleys 37 and 38 and of the gear 39, which furthermore serve to increase the speed of the rotor in relation to that of the motor, an adjustable belt 40 is arranged on each pair of conical pulleys, to allow the speed of each particular element of the machine to be adjusted with respect to the respective ios of the remaining elements. The rotor 35 of each synchronous machine is provided with a direct current winding 43, which is arranged so as to provide the rotor with magnetic poles of a given polarity.
Each winding 43 "can be connected by means of slip rings 44 to the field conductors 16 and 19.
Instead of using this type of rotor with fixed polarity, it is possible to use a rotor with wheels having certain parts removed so as to form determined poles without magnetizing bearings (fig. 4). The stator of each synchronous machine has an alternating current bearing, which is connected by means of a switch 46 to the alternating current conductors 28, 29 and 30, which are supplied with native alternating current of a frequency determined by the machine. speed of the alternator 25 driven by the engine 4 of element 3.
The stator 36 of each synchronous machine is mounted so that it can move freely, independently of the rotor 35 in two directions around that rotor, and is constructed so that it is balanced in all positions, so that it can remain balanced in each of these positions. Each stator actuates appropriate regulating means for the motor of the corresponding machine element. In the form shown, these regulating means comprise a rheostat making it possible to regulate the excitation of the actuating motor. This rheostat is arranged so as to be actuated directly by the stator.
According to the invention, the stator does not have a position in which it is tilted in any way, which is why this stator and this rheostat remain in equilibrium in any position reached, following a variation load, requiring an adjustment of the rheostat to compensate. Thanks to this construction, a very safe and very sensitive regulation is obtained.
If found desirable, the regulating machine can be arranged as a contacting dynamometer (Fig. 4), which controls a pilot motor 61 to control resistance 58 in the field of the actuating motor. In this case, it becomes necessary to oppose the rotation of the stator by means of a spring 62 or any other return means. in order to keep the contacts normally open.
It can be seen, in the arrangement shown, that the delay in operation resulting from the use of a regulator device with a pilot-motor is eliminated as long as a movement of the stator is accompanied by an immediate change in intensity. field of the corresponding actuating motor. In order for the regulating apparatus to be as small and as sensitive as possible, it is desirable that the friction of the rheostat be negligible.
The frictionless rheostat 50 is shown in the drawing as comprising a pivoted arm 51, one end of which can engage with pegs 52 and 53 carried by the stator 36. A sector 54 is mounted at the other end of this arm so as to be able to pivot. The arm 51 and the sector 54 are mounted on ball bearings 55 and 56, respectively, and are arranged in such a way that when the arm 51 is moved by the corresponding stator 36, the sector 54 rolls on the contacts. 57 to which the sections of resistor 58 are connected by any suitable means, such as terminals 60.
When their rheostat is arranged so as to operate as shown, stops 61 and 62 are provided to limit the angular displacements of the sector 54 of the rheostat. In order to simplify the description of the operation of the embodiment shown, we will first describe the normal operation of the apparatus and then describe how the machine can be started. With any given frequency of conductors 28, 29 and 30 the speed and direction of rotation of the magnetic fields induced in the windings distributed on the sta tors 36 are the same as the speed and direction of rotation of the rotors 35 actuated by the different machine parts.
By virtue of the well known property of synchronous dynamo-electric machines, the magnetic poles of the rotor tend to remain in a given space ratio relative to the magnetic poles of the stator.
As long as the windings of all stators 36 are supplied with current of the same frequency, the magnetic fields induced by the different stator windings will rotate at the same speed, and, any tendency for one of these rotors to depart. of this controlled speed causes the corresponding stator to actuate the corresponding rheostat 50, so as to correct this tendency.
If, for example, an increase in load takes place in any part of the machine, and causes the actuating motor 4 of that element to tend to slowly lower, the corresponding rotor 35 tends to fall behind the magnetic field produced. in the corresponding stator 36, which causes a variation depending on the position of the rotor 35 relative to the stator 36. If the frame of the stator 36 were held rigidly in place the machine comprising this stator and the rotor would tend to operate as a motor synchronous receiving its power from conductors 28, 29 and 30 and providing a static force to help the motor.
The stators 36 rotate freely so that the stator 36 of a single considered machine begins to move backward trying to reach the magnetic poles in the stator in the defined space ratio relative to the poles of one. rotor. With 1c s elements of the machine arranged for a direction of rotation corresponding to the arrows indicated on the rotors 35, this rearward movement of the stator 36 brings the pin 52 into engagement with the arm 51 of the rheostat 50 so that this rheostat is brought to close the sections of resistor 58 in the field winding 15 circuit to maintain the motor speed at its normal operating speed.
As soon as sufficient resistance has been put in the field winding circuit the tendency of the rotor 35 of the corresponding motor to fall behind the magnetic field produced in the corresponding stator 36 is stopped, and the backward movement of the stator is stopped. stops the coming stator to remain in such a position that the amount of resistance 58 existing in the field winding 15 circuit is just sufficient to run the motor at its normal operating speed under these new load conditions.
The tendency for one of the elements to change its speed is thus suppressed from the start and then no change in this speed can take place. When one of the motors 3 tends to exceed its normal operating speed, the corresponding rotor 35 causes its stator 36 to rotate with it in the direction indicated by the arrow on the rotor, thus bringing the pin 53 into engagement with the arm. 51 of the rheostat. The rheostat is thus caused to open the sections of the resistor 58 out of the circuit of the corresponding field coil 15 to maintain the motor 4 at its normal operating speed, thus maintaining the speed relations determined between the different elements. of the machine.
In order to prevent any hanging movement of the regulator, a free connection is provided between each stator and the corresponding arm 51. In the example shown, the pegs 52 and 53 are spaced apart at a small distance, such that a small angular change of stator 36 may occur before corresponding rheostat 50 is adjusted.
It should be noted that the power that must be transmitted by the belt 40 is low since one never develops more than just the static force necessary to actuate the frictionless rheostat 50. The conical pulleys 37 and 38 and the belt 40 can therefore be small and light and the whole machine of a very small footprint.
By using a gear 39 to rotate the rotor 35 at a speed considerably greater than the shaft of the corresponding actuated element of the machine or obtains, for a very small angular displacement of this shaft, a considerably amplified effect on the rotor 35. By constructing the synchronous regulating machine as a multipolar machine, the sensitivity of the adjustment can be further increased since the regulating machine then develops all of its adjustment force for a small angular variation in mechanical degrees.
The machine shown in the drawing can be started by starting the motors 4 simultaneously or each individually. If the motors are turned on, simultaneously the exciter and the larger armatures are first brought to their normal speed and the exciter brought to its normal value. A fine voltage is thus applied to the excitation conductors 16 and 19 so that the field windings 43 of the synchronous machine are energized. The switch 71 is then open and the field rolling of the generator is either completely de-energized or reduced to a very small value depending on the position of the arm 21 which controls the resistor 11.
Start resistor 8 is open as are switches 27 and 46. Switch 71 is then closed and the voltage of generator 7 gradually increased by increasing the intensity of the field coil of generator 9 and reducing the voltage. resistance 11.
Since each motor 4 is connected to conductors 5 and 6 the gradual increase in voltage in these conductors gradually increases the speed of the motor; and since the rotor windings 35 of each synchronous machine is supplied with current, during this operation of accelerating the motor speed, the rotors 35 induce eddy currents in the frame of the stators 36 to drive them in turn and thus actuating the rheostats 50, in order to open the resistor 58, thus giving the actuating motors a large starting force.
The motors can be started individually by first setting the generator voltage 7 to its normal value and then starting each motor by means of the corresponding starting resistor 8. When the motors have reached the desired speed the switches 27 and 46 can be closed without having to worry about the synchronization of the different respective synchronous machines with the generator 25, since the static force required to move each stator is so small that the machines can easily be operated. synchronously.
8i, at any time during the normal operation of the machine, it is desired to increase the speed at which the whole machine is running, this result can be obtained by increasing the speed of the motor 4 operating the generator 25 by means of the adjustable resistance 17, so as to increase the frequency in the conductors 28, 29 and 30. Any tendency that this frequency has to increase will act on the regulation device associated with the other elements of the machine for " weaken the fields of the corresponding actuating motors, in order to accelerate the rotors and bring them into a state of synchronism with the generator 25.
This is why the speed of the machine can be easily adjusted. Large variations in speed are not obtained by varying the field strength of the motors in this way. Nevertheless, it is preferable to ensure these variations in the regulation <B> there </B> resistance 20 in the motor field circuits or by adjusting the voltage of the generator 7 which supplies the required force to the motors 4. , by varying the resistance 11 in the circuit of the field winding of the generator 9.
It often happens that, during the operation of a machine, it is necessary to vary the relationship existing between the speeds of the different elements of the machine. To obtain this result between any two of these elements, it suffices to adjust the position of the corresponding belt 40 on the cone pulleys 37 and 38. It is easily understood that the adjustment of this belt gives a different speed of the element of the belt. machine for the same speed of the rotor actuated by this element.
Instead of using a so-called synchronous type dynamo-electric machine, in which one of the limbs is excited, to produce determined magnetic poles, one could naturally use any type of machine operating synchronously. A well-known example of machines operating synchronously, which could also be employed, comprises a squirrel cage rotor fitted with polar projections obtained by cutting certain parts of the rotor iron, as shown at 63 (fig. 4).