Dispositif de réglage de vitesse pour les moteurs électriques individuels actionnant les machines industrielles. La présente invention concerne un disposi tif de réglage de vitesse pour les moteurs élec triques individuels actionnant les éléments de machines industrielles avec cylindres rotatifs, telles que machines à fabriquer le papier, la minoirs, etc.
Dans ces machines il est nécessaire ou tout au moins désirable que l'on puisse obtenir que les vitesses des moteurs individuels, une fois réglées, continueront à l'être dans un rapport fixé les unes par rapport aux autres, tout en permettant, en même temps, qu'il soit possi ble d'obtenir un réglage de vitesse, de large amplitude, de l'ensemble des moteurs, ainsi qu'une petite variation de la vitesse relative de Iliaque moteur par rapport à celle des au tres. Ceci est obtenu avec le dispositif sui vant la présente invention, dispositif dans le quel les moteurs sont connectés ensemble en parallèle au moyen de circuits auxiliaires de courant alternatif, un transformateur de fré quence réglable étant inséré entre au moins un des moteurs et ces circuits auxiliaires.
Ces courants alternatifs auxiliaires exer cent une influence similaire à ce qui existe dans les alternateurs synchrones marchant en parallèle, et avec le transformateur de fré quence réglable, l'effet de circulation des cou rants alternatifs qui maintient les induits dans le rapport de vitesse désiré est maintenu tout en permettant, grâce au réglage de la fré quence entre les connexions auxiliaires et les induits, que le réglage de la vitesse indépen- -dante des moteurs individuels soit possible.
On verra qu'en général il n'est pas néces saire de prévoir un transformateur de fré quence à chaque induit, puisque, par exem ple, un ou plusieurs peuvent être connectés directement aux connexions auxiliaires par le moyen des spires du bobinage et des bagues, et cette machine ou ces machines pourront alors marcher en fonction véritablement syn chrone de la fréquence du courant dans les connexions pendant que le reste des moteurs peuvent avoir leur vitesse rëglée en fonc tion de cette fréquence.
Pratiquement, il sera désirable de faire en sorte que le courant circulant entre les machines soit polyphasé, bien que le mono phasé puisse être employé. Le type de transformateur de fréquence dont l'emploi est proposé, consiste -de préfé rence en un commutateur et un porte-balais rotatif, dont la vitesse relative de rotation peut être obtenue par la .rotation même du moteur auquel le dispositif est adapté, mais peut être réglée, dans les limites exigées.
Le dispositif est applicable aussi bien aux moteurs à courant continu qu'aux mo teurs à courant alternatif, mais, comme les premiers sont plus fréquemment employés, la description suivante s'applique principalement aux moteurs à courant continu ayant l'induit et le collecteur habituels. Le transformi,teur de fréquence peut alors être obtenu, soit en disposant des balais supplémentaires au col lecteur existant,, ou de préférence en dispo sant un second collecteur à l'autre extrémité de l'induit et sur lequel le porte-balais de courant alternatif peut opérer.
De préfé rence, ce porte-balais est .équipé pour être en traîné au moyen d'un changement de vitesse mécanique convenable, par l'arbre .du moteur, le train d'engrenages étant alors tel que la vitesse des balais peut être soit plus grande, soit plus petite que la vitesse du collecteur, avec le degré .de réglage nécessaire.
Une forme d'exécution de l'objet .de -l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin ci-annexé, suivant les fig. 1 et 2: la première montre aclhématiqüement deux mo teurs à courant continu et leurs connexion, chacun entraînant un élément d'une machine à papier, ayant leurs induits connectés élec triquement ensemble au moyen de circuits à courant alternatif triphasé, et chacun étant muni d'un transformateur de fréquence,
dans le but d'obtenir une régulation @de vitesse in dépendante pour chaque élément de la ma chine. La fig. 2 montre en vue perspective un mode d'accouplement d'un transformateur de fréquence avec un moteur.
En se référant à la fig. 1, l'élément 1 de la machine à papier est accouplé directement à l'induit 2 d'un moteur à courant continu ayant un enroulement d'excitation shunt 3. Les balais de courant continu 4 du moteur sont connectés en passant- par un rhéostat de démarrage 5 à. la ligne .d'alimentation en cou rant continu à voltage variable 6 et de plus le groupe de balais 7 et disposé autour du collecteur d'une manière convenable - pour collecter les courants triphasés dudit induit et les délivrer, au moyen de bagues de con tact et d'un autre groupe de balais fixes portant sur les bagues (non représentés sur la, fig. 1), les conducteurs 23 et l'interrup teur tripolaire 9, à la ligne triphasée 8.
Tandis que les balais à courant continu 4 sont fixes, les balais triphasés 7 sont arran gés de façon à tourner normalement à la, même vitesse que l'induit, mais, par le moyen d'un changement de vitesse, ils peu vent être amenés à tourner plus lentement ou plus vite que l'induit, comme cela est de mandé.
Il est clair que l'ensemble des grou pes de balais continus et. alternatifs peut être disposé pour fonctionner sur un collec teur, mais deux collecteurs sont préférables, montés un à chaque extrémité de l'induit, et que celui le plus proche de l'élément de ma chine à papier entraîné peut convenable ment travailler en coopération avec le groupe rotatif de balais triphasés 7, comme cela est montré, pour plus de clarté, par l'examen de la fig. 2, laquelle représente en perspective la carcasse 16 du moteur à courant continu avec l'induit 2 sortant à. une extrémité et di rectement accouplé à l'arbre 10 qui entraîne l'élément de machine à papier.
L'induit, en plus du collecteur pour les balais à courant continu 4 placé du côté de la carcasse non visible sur la fig. 2, est muni -du collecteur 11 à. l'autre bout, comme indi qué, sur lequel le groupe de trois balais 7 (un @ d'eux n'est pas visible étant caché par l'arbre) est maintenu en contact.. Ces balais sont montés dans des supports isolants aux extrémités externes de bras radiaux 12, les quels 'sont fixés à leurs extrémités internes à. un moyeu 13. Le moyeu et les balais peuvent. tourner librement sur l'arbre 10, de même que trois bagues isolées 14 et une roue den tée droite 15 qui sont fixées rigidement sur le moyeu.
Les balais 7 sont connectés élec triquement aux bagues 14 qui sont munies d'un autre groupe de balais fixes connectés aux conducteurs 23 d'une manière qui permet tra au courant triphasé d'être recueilli par les balais fixes.
La roue dentée 15, et avec elle les bagues 14 et balais 7, sont entraînés par l'arbre 10 au moyen d'un changement de vitesse consti tué par une seconde roue dentée 17 clavetée sur l'arbre 10 et par deux poulies coniques 18 et 19 solidarisées par une courroie 20, le cône 18 étant entraîné par un pignon 21 en prise avec la roue dentée 17, et le cône 19 en traînant la roue dentée 15 ainsi que les balais et les bagues par l'intermédiaire du pignon 22.
Les trois conducteurs 23 sont connectés de la manière connue à un wattmètre disposé dans une caisse 24, lequel, suivant ,que la puis sance électrique est fournie à un ou provient de l'induit 2, actionnera un contacteur à l'in térieur de la caisse 24 qui établira une con nexion, soit entre les fils 25 et 26, soit entre les -fils 27 et 26, reliant .ainsi :aux lignes 30 et 33 fournissant le courant .continu, des cir cuits consistant, soit en l'enroulement de champ 28 en série avec l'induit@31 d'un servo moteur, soit en l'enroulement de champ 29 en série avec ledit induit 31.
Les enroulements de champ 28 et 29 sont connectés en opposi tion et le servomoteur tournera .ainsi dans deux sens opposés suivant que l'un ou l'autre sera en circuit, et actionnera, par le moyen d'un réducteur à vis sans fin 35, le rhéostat 32 qui augmentera ou diminuera la résis tance, de telle façon que le courant dans l'en roulement inducteur 3 du moteur d'entraîne ment, lequel enroulement est en série avec la résistance,du rhéostat 32 sur les lignes à cou rant continu 30 et 34, sera maintenu à une valeur qui correspond au flux de puissance zéro dans le circuit triphasé 23.
Quand la con dition de flux de puissance zéro a été établie, le contacteur dans la caisse 24 prendra une position intermédiaire telle que le courant dans l'induit 31 sera interrompu. La position du contacteur peut être indiquée au dehors de la caisse 24 par un index 37.
Dans la fig. 1, un second élément 38 de la machine à rpapier est indiqué, actionné par un second groupe d'appareils similaire au groupe déjà .décrit pour actionner l'élément 1, et,- .d'autres éléments peuvent être actionnés d'une manière similaire, les lignes 6, 8, 30, 33 et 34 étant employées en commun par cha que groupe d'appareils.
Des sources indépen- Jantes de courant continu sont employées pour alimenter les lignes 6 et aussi les lignes 30 et 33, et une résistance peut être intro duite entre les lignes 30 et 34 dans 10 but de régler à la main ou .autrement les courants dans tous les enroulements inducteurs 3 simul tanément, fournissant ainsi un moyen d'éle ver ou d'abaisser la vitesse de tous les élé ments -de la machine à papier simultanément comme il peut être désiré, bien que l'ajuste ment simultané de la vitesse -dans les larges limites qui peuvent être requises serait, pour la plus grande part,
supporté par la varia tion du voltage @du courant ,continu des lignes 6 .qui peuvent, par exemple, être alimentées par la générateur d'un groupe moteur-gén6ra- teur équipé avec le réglage Léonard.
Le fonctionnement est le suivant: Aussi longtemps que la courroie 20 du changement de vitesse reste dans une position particulière intermédiaire sur les poulies cônes 18 et 19, les balais 7 tourneront à la même vitesse que l'induit 2, et la périodicité des courants triphasés aux bagues 14 dépen dra seulement de la vitesse de l'induit. Si tous les groupes marchent dans ces conditions, ils marcheront tous à. la même vitesse, et s'ils sont bien réglés, il n'y aura pas d'échange de puissance triphasée entre eux.
Si main tenant on désire qu'un des groupes entraîne son élément à une vitesse légèrement diffé rente de celle des autres éléments, la courroie 20 de ce groupe sera déplacée par un disposi tif convenable de telle façon qu'elle prenne une position d'un côté ou de l'autre de ladite position intermédiaire sur les poulies cônes.
Ceci obligera évidemment les balais 7 de ce groupe à tourner plus vite ou plus lentement que son induit 2, et, par conséquent, ledit in- luit tendra à appliquer .à ses bagues 14 un cou rant; d'une fréquence plus élevée ou plus basse. De<B>-</B> ce- fait, comme cela est connu, il y aura circulation de courants synchronisants entre les groupes qui obligeront l'induit 2 à modi fier sa vitesse en conséquence.
Après chaque réglage de vitesse, il y aura tendance à la production d'une circulation anormale de puis sance entre les groupes, à la fois dans les lignes triphasées et les lignes à courant con tinu, ce qui, comme déjà expliqué, sera. auto matiquement corrigé, dès sa naissance, par l'action du wattmètre de la caisse 24, lequel, dans ce but, provoque un réglage, adéquat du courant dans l'enroulement inducteur 3.
Au lieu de connecter les sections de l'in duit 2 aux lames du collecteur 11, monté sur l'arbre de l'induit, ces sections peuvent être reliées à un certain nombm de bagues mon tées sur l'arbre de l'induit sur lesquelles frot tent des balais reliés à d'autres balais frot tant sur d'autres bagues d'un appareil séparé entraîné au moyen d'un changement de vi tesse par l'arbre de l'induit et comprenant en plus des bagues et de leurs balais un collec teur rotatif dont les lames sont connectées aux bagues, et les balais polyphasés, qui, s'ils sont triphasés, peuvent être connectés aux con ducteurs 23 de la fig. 1.
Un tel .dispositif comporte la. possibilité que tous les groupes de balais peuvent être fixes.
De plus, des enroulements séparés peuvent être employés pour l'asservissement du mou vement et de la vitesse des moteurs d'entraîne ment, et, par exemple, dans le cas du moteur à induit 2, les enroulements reliés aux balais d peuvent être les enroulements ordinaires ré pondant aux conditions du courant continu fourni sur les lignes 6, et les enroulements reliés aux balais 7 peuvent avoir moins de tours que les autres enroulements, ce qui sim plifiera, les connexions mais donnera néan moins un moyen efficace d'asservissement des vitesses des différents groupes.
Pour faciliter la commutation du courant alternatif, des conducteurs résistants peuvent être insérés entre l'induit et les lames du collecteur 11, et aussi d'autres moyens déjà connus, tels que, enroulements d'induit à .demi tour, destinés à faciliter la commutation de courant alternatif à fréquence variable, peu vent être adoptés.
En se référant aux fig. 1 et 2, il a. été mentionné que tous les groupes tourneront à la même vitesse quand les balais 7 tournent à la même vitesse que l'induit 2, mais il est clair que les groupes tourneront aussi à des vitesses égales quand les balais 7 tournent plus vite ou plus lentement que l'induit pourvu que le pourcentage de la différence de vitesse de ces éléments soit réglé pour être le même pour chaque groupe.
La vitesse nor.- male de chaque groupe peut être choisie pour correspondre aux conditions, quand les balais 7 tournent, soit plu: vite ou plus lentement, soit à la même vitesse que l'induit 2, et tout réglage de vitesse pourra en conséquence se faire de part et,d'autre de la vitesse normale. comme cela peut être exigé.