Récepteur de courants électriques pour commande à distance. Dans les installations de commande à dis tance au moyen de fils pilotes ou de courants spéciaux, superposés, sur les.conducteurs nor maux de distribution d'énergie électrique, on utilise couramment des appareils récepteurs munis de dispositifs, dits de "retour à zéro", afin d'obtenir un fonctionnement sélectif de ces appareils, indépendamment de la position du départ, par opposition aux appareils con nus, fonctionnant suivant le principe du "pas à pas".
Les premiers de ces appareils sont relati vement plus compliqués que les derniers, mais ils permettent d'obtenir une sécurité et une souplesse plus grandes qui, dans bien des cas, leur font donner la préférence.
Le récepteur de courants électriques fai sant l'objet de l'invention appartient plutôt aux appareils du type "pas à. pas", mais grâce à, une construction particulière, il jouit d'un fonctionnement aussi sélectif que celui des ap pareils munis de difspositifs de "retour à zéro".
A cet effet, il comporte un servo moteur à vitesse sensiblement constante dont la mise en marche est commandée par un re lais et dont l'arrêt automatique, dans une position déterminée et correspondant à une manceuvre particulière, dépend de la durée du signal et est obtenu par l'intermédiaire d'une came portant des organes d'arrêt du moteur, en nombre égal à celui des manoruvres dis tinctes à effectuer, ces organes d'arrêt étant décalés entre eux, de façon telle que la posi tion d'arrêt de la came soit unique et indé pendante de la position du départ lorsque l'appareil est sollicité par un signal d'une du rée comprise entre certaines limites détermi nées.
Ainsi, lorsque le récepteur a été placé dans cette position d'arrêt qui est sa position de départ normale, une émission de signaux d'une durée déterminée permet de lui faire occuper la position de commande que l'on dé sire. Le récepteur faisant l'objet de l'invention peut être utilisé dans toutes les installations de commande à distance, soit au moyen de courants transmis par fils pilotes, soit au moyen de courants à fréquences élevées ou musicales, superposés sur les réseaux nor maux de distribution d'énergie électrique; il peut être directement commandé par le cou rant du signal transmis ou, au contraire, ali menté par une source locale, après interven tion d'un relais sensible au courant du signal transmis;
dans ce dernier cas, ce relais inter médiaire, approprié au genre de transmission des signaux (suivant que le courant émis est à fréquence élevée ou musicale, et modulé ou non), peut être quelconque.
Le dessin schématique annexé, donné à titre d'exemple, mais sans aucun caractère limitatif, représente plusieurs formes d'exécu tion de l'objet de l'invention.
La fi-. 1 représente un récepteur com biné avec un relais, par exemple du type électromagnétique, qui maintient un contact fermé seulement pendant la durée du signal émis; La fig. 2 représente un récepteur com biné avec un relais à lame vibrante, sensible à un courant de fréquence musicale, qui ferme un contact pendant une certaine frac tion de la durée du signal émis, tandis que le contact est ensuite ouvert par le récepteur lui-même;
Enfin, la fig. 3 représente un récepteur combiné avec un relais, du type oscillant, sensible, par exemple, à un courant de super position à fréquence élevée ou musicale, mo dulé à l'émission et détecté à la réception qui, pour une élongation d'une certaine valeur, ferme un contact pendant un temps relative ment court, mais néanmoins suffisant pour assurer le fonctionnement du récepteur.
Sur les différentes figures, les mêmes nu méros désignent respectivement les mêmes or ganes.
Sur la fig. 1 du dessin, 1 et 2 représentent respectivement les deux conducteurs d'un ré seau de distribution sur lesquels on superpose des courants de fréquences différentes de celle du réseau (par exemple des courants à fréquence musicale), en vue d'actionner le ré cepteur. 3 est un balai mobile, déplacé par le récepteur en vue de fermer l'un des trois con tacts 4, 5 ou 6, le balai 3 est porté par un ar bre 7 solidaire d'une roue dentée 8, elle-même entraînée par un pignon 9 solidaire d'un petit servomoteur 10 à vitesse sensiblement cons tante; 11 est une came solidaire de l'arbre 7;
cette came porte un certain nombre d'encoches 12, 13, 14, convenablement et inégalement ré parties sur la came. On prévoit autant d'en coches que de positions d'arrêt du balai 3 et, par conséquent, de manoeuvres différentes à effectuer par le récepteur; 15 est une lame élastique, figée par une de ses extrémités et terminée à son extrémité libre par un bec 16, qui appuie sur la périphérie de la came 11; cette lame porte, en outre, le contact 17, éloi gné du contact 18, quand le bec 16 est dans une des encoches de la came et pressé sur le contact 18 dans le cas contraire; la came 11 est entraînée dans le sens de la flèche 19 quand le moteur 10 est alimenté.
Le contact 17-18 est branché en parallèle avec le con tact 20-21; ce dernier reste fermé tant que l'électro-aimant 22 est excité et que l'arma ture magnétique 23 est attirée et tourne au tour de l'axe 24. Au contraire, dès que 22 cesse d'être excité, l'armature 23 revient à sa position de repos et s'y maintient sous l'ac tion du ressort 25. Dès lors, le contact 20-21 est ouvert.
26 est un condensateur branché en série avec l'électro-aimant 22. Il forme, par exem ple, avec la réactance de ce dernier, un cir cuit accordé pour la fréquence du courant de signalisation superposé. Sans sortir du cadre de l'invention, la constitution du circuit 22-26 peut être plus complexe et comporter, par exemple, des filtres, amplificateurs, etc.
Le fonctionnement du récepteur décrit est facile à comprendre. Sous l'effet du courant superposé, l'électro-aimant 22 attire l'arma ture 23 et le contact 20-21 est fermé; le servomoteur 10 est alors alimenté et entraîne, à travers un train d'engrenages 9-8, l'arbre 7 et, par suite, le balai 3 et la came 11, dans le sens de la flèche 19; la lame 15 est soule vée et le contact 17-18 fermé; si l'émission du courant superposé a une durée t1 infé rieure au temps que met la came 11 à tourner d'un angle tel que le bec 16 tombe dans l'en coche 13, le contact 20-21 est ouvert avant que cette chute se produise, mais le contact l7-18 reste fermé et alimente le moteur 10 jusqu'à ce que le bec tombe dans l'encoche 13; à ce moment, le moteur s'arrête et le ba lai 3 a quitté la position 4 pour occuper la position 5;
pour que la manoeuvre soit possi ble, il faut que la durée t1 de fermeture du contact 20-21 soit suffisante pour permettre au moteur 10 de provoquer la fermeture du contact 17-18; on voit ainsi qu'après des émissions successives de durée t1, le balai 3 occupera les positions successives 5, 6, 4 et ainsi de suite, correspondant aux différentes manoeuvres à effectuer.
Toutefois, ces émissions successives seront suffisamment espacées pour que celle corres pondant à une man#uvre d'ordre n, n'ait lieu que quand la manoeuvre précédente d'ordre ii-1 est terminée par l'arrêt automatique du moteur 10.
Sous la forme décrite, le récepteur fonctionne suivant le principe bien connu dit "pas à pas"; mais, comme les encoches 12, 13, 14 ne sont pas également réparties sur la came (les intervalles 12, 13 et 13, 14 pouvant être égaux, tandis que l'intervalle 12, 14 est légèrement plus grand que la somme des deux premiers), on peut, quelle que soit la position de départ de la came, au moyen d'une émis sion de courant de durée T, comprise entre des limites déterminées, arrêter dans tous les cas la came lorsque le bec 16 tombe dans l'encoche 12.
On considère toujours le cas représenté par la fig. 1. Une émission de durée T main tient le contact 20-21 fermé pendant le temps T: si ce temps est suffisamment long pour que l'encoche 14 ait dépassé le bec 16, le contact 17-18 restera fermé jusqu'à ce que le bec 16 vienne tomber dans l'encoche 12. On peut dont ainsi faire en sorte que le ré cepteur parte de la position correspondante au balai 3 sur le contact 4 pour y revenir. Le fonctionnement est identique si le balai 3 appuie initialement sur l'un des contacts 5 ou 6 (position d'arrêt de la manoeuvre précé dente).
Par exemple, s'il part de la position 6 (bec 16 dans l'encoche 14), il suffit que l'é mission de durée T cesse (contact 20-2.1 fermé) avant que l'encoche 12 dépasse le bec 16.
En pratique, on fait une émission préa lable de durée T, destinée à ramener dans la même position initiale tous les récepteurs à commander par chacune des émissions succes sives, en vue d'effectuer des manoeuvres iden tiques.
Le récepteur représenté, à titre d'exem ple, par la fig. 1 est un récepteur prévu pour exécuter trois manoeuvres différentes (balai 3 sur contact 4, 5 ou 6). Sans sortir de son cadre, l'invention permet de réaliser un appa reil destiné à l'exécution d'un nombre quel conque de commandes distinctes.
En effet, si l'on désigne par t1, t2, <I>T</I> les durées de fermeture du contact 20-21 (ou durée des émissions) comptées en admettant que la came parte toujours de la position re présentée (bec 16 dans encoche 12), par a le temps employé par le bec 16 pour franchir une encoche et par b, b2, b3 les temps em ployés par le bec 16 pour franchir les inter valles compris respectivement entre les en coches 12 et 13, 13 et 14, 14 et 12, les durées d'émission satisfont aux conditions suivantes pour que les manoeuvres soient correctement exécutées:
<I>a < </I> t1 <I> < a</I> + b1 <I>2 a</I> + b1 < t2 <I> < 2 a</I> + b, -I-- b2 3a+bz+b < < T < a+b3. Ces conditions sont facilement remplies par un choix convenable des positions des encoches sur la came 11 et par l'emploi du servomoteur 10 à vitesse sensiblement cons tante.
Dans le récepteur représenté sur la fig. 2, le pignon 9 attaque, outre la roue dentée 8 déjà mentionnée une deuxième roue 27 qui, par l'intermédiaire d'un cliquet 28, entraîne une roue à. rochet 29 dans le sens de la flèche 30; cette roue 2.9 est solidaire du pignon pla nétaire 31 d'un mécanisme différentiel dont l'arbre 32 est solidaire de l'axe du satellite 33 et porte le contact mobile 21, cité plus haut; le deuxième planétaire 34 de ce diffé rentiel est solidaire d'une roue à rochets 35;
celle-ci est entraînée dans le sens de la flèche 38 par un cliquet 36, lié à un organe vibrant (lame-diapason)<B>37;</B> la lame 37 est mise en mouvement par l'électro-aimant 39 dont le circuit magnétique 40 peut être polarisé (il suffit alors de le constituer par un aimant permanent). L'électro-aimant 39 est branché en série avec un condensateur 41 qui a pour effet, d'une part, de limiter l'intensité du courant du réseau dans son enroulement et, d'autre part, si le circuit électrique qu'il constitue avec la réaction de l'électro-aimant est accordé pour la fréquence du courant su perposé, de renforcer notablement la valeur de courant dans son enroulement. Il est avan tageux d'accorder également la lame vibrante 37 sur la fréquence des courants superposés.
L'ensemble représenté par la fig. 2 fonc tionne comme suit: Sous l'effet du courant superposé, la lame 37 entre en vibration et en traîne, par l'intermédiaire du cliquet 36, la roue à rochets 35 et le planétaire 34 dans le sens de la flèche 38; l'arbre du pignon, sa tellite 33, ainsi que l'arbre 32, sont alors en traînés dans le même sens, le planétaire 31 restant fixe par suite de la pression du cli- quet 28 sur la roue 29; quand le contact mo bile 21 vient buter sur le contact fixe 20, l'ar bre 32 s'arrête: L'axe du satellite 33 est immo bilisé et celui-ci entraîne alors le planétaire 31 en sens inverse du planétaire 34; ce mouve ment est possible puisque la roue à rochets 29 échappe, dans ce sens, au cliquet 28.
Lorsque le contact 20-21 se ferme, le moteur 10 se met en marche et entraîne, d'une part, le mé canisme de came et de manoeuvre comme pré cédemment, et, d'autre part, le planétaire 31, par l'intermédiaire du cliquet 28 et de la roue 29, dans le sens de la flèche 30, si la vitesse du planétaire 34 est supérieure à celle du planétaire 31, le contact 21-20 reste fermé tant que dure l'émission, mais, dès que celle- ci est terminée, le planétaire 34 s'arrête et l'arbre 32 tourne en sens inverse et provoque l'ouverture du contact 20-21; le balai '21 tourne jusqu'à. ce qu'il soit arrêté par une bu tée fixe de départ;
à ce moment, le planétaire 34 se met à tourner dans le sens de la flèche 38, sans modifier la marche du servomoteur 10; celui-ci entraîne simultanément la came 11 et l'arbre 7, c'est-à-dire le balai mobile 3. Comme dans le cas précédemment décrit, la came 11 s'arrête sur l'une de ses trois posi tions, suivant la durée de l'émission; la seule différence de fonctionnement entre l'appareil de la fig. 1 et celui de la fig. 2 réside dans le fait qu'avec ce dernier, la fermeture du con tact 20-21 n'a pas la durée exacte de l'é mission et ne coïncide pas nécessairement avec elle; ce contact, en effet, est fermé quel ques instants après le début de l'émission et ne s'ouvre à nouveau que quelques instants après sa fin;
mais il suffit de tenir compte de ce décalage dans la répartition des encoches sur la came, pour obtenir dans tous les cas, un fonctionnement correct et sûr.
Dans le récepteur représenté sur la fig. 3, l'arbre 7 solidaire du servomoteur 10 porte, en plus du balai 3 et de la came 11, une deuxième came 42 pourvue d'autant d'en coches que la came 11; soient 43, 44 et 45 les encoches de cette came; leur répartition sur la périphérie de la came 42 est identique à celle des encoches que porte la came 11; en outre, la came 42 est décalée par rapport à la came 11 dans le sens de la flèche 19; un levier 46 terminé à son extrémité libre par un bec 47, porte sur la périphérie de la came 42;
de plus, ce levier 46 porte un contact 48 qui s'appuie sur un contact fixe 49 quand le bec 47 est sur le bossage de la came; dans le cas contraire, le contact 48-49 est ouvert; 50 est le cadre mobile d'un appareil, genre gal vanomètre, non représenté sur la figure; ce cadre est monté sur un arbre mobile 51 et re çoit le courant, par exemple, par l'intermé diaire de ressorts isolés 52 et<B>53,</B> ceux-ci sont à leur tour réunis à un redresseur 54 alimenté par un transformateur 55, placé dans un cir cuit électrique comportant des capacités 56 et <B><U>5</U></B>7 et une self 58 prévues pour favoriser le passage de courants de superposition à fré quence élevée et limiter, au contraire, celui du réseau; 59 est une pièce magnétique fixée sur l'arbre 51;
60 est un circuit magnétique qui porte un enroulement 61; l'ensemble est disposé de façon que la pièce mobile 59 ferme totalement ou en partie le circuit 60 quand l'enroulement 61 est excité: enfin 62 est une pièce mobile conductrice, isolée de l'arbre 51 et portée par celui-ci, disposée de façon à fer mer les contacts 20-21 quand l'arbre 51 a tourné d'un angle suffisant; dans cette posi tion et dans cette position seulement, la pièce 59 est assez rapprochée du circuit magnétique 60 pour être attirée et maintenue par lui.
L'ensemble qui vient d'être décrit et qui est représenté par la fig. 3 fonctionne comme suit: On superpose sur les conducteurs 1, 2des courants à fréquences élevées ou musi cales, modulés à basses fréquences. Ils sont reçus dans le circuit 58-56-55 et détectés par le redresseur 56; celui-ci alimente donc le cadre 50 avec des impulsions de courant re dressé dont la fréquence est. égale à celle de la modulation; comme l'équipage mobile (lui comprend le cadre 50 possède une fré quence propre égale à la fréquence de modu lation ou voisine de celle-ci, il entre en ré sonance et prend des élongations successives (lui vont en augmentant-, quand ces élonga tions sont suffisantes, la pièce 62 ferme le contact 20-2l;
à ce moment, l'enroulement 0 1 est alimenté, puisque le contact 48-49 est fermé et le circuit magnétique 60 attire et maintient l'armature mobile 59; le contact 20--21 se trouve maintenu également, les oscillations du cadre étant arrêtées, même si l'émission de courant superposé continue; par suite de la fermeture du contact 20-21, le servomoteur 10 est alimenté et entraîne l'ar bre 7, la came 11 et le balai 3; avant que le bec 16 vienne tomber dans l'encoche 13, ou vrant ainsi le contact 17-18, le bec 47 porté par le levier 46 vient tomber dans l'encoche 44 de la came 42, ouvrant ainsi le contact 48-49 qui désexcite le circuit 60 et libère l'armature 59 et tout le système oscillant.
Si l'émission de courant superposé a cessé à ce moment-là, le cadre, ne recevant plus d'im pulsion, ne dévie plus, le contact 20-21 ne peut plus être fermé et le servomoteur 1.0 s'arrête quand le bec 16 tombe dans l'encoche 13 (balai 3 sur contact 5); si., au contraire, l'émission de courant superposé continue, le cadre recevant toujours des impulsions ryth mées, entre à nouveau en vibration et la pièce 62 vient refermer le contact 20-21 dès que le bec 47 a quitté l'encoche 44, ce qui se pro duit avant que le bec 16 ne soit tombé dans l'encoche 13; dans ce cas, le bec 16 franchit l'encoche 13 sans provoquer l'arrêt du moteur 10; cet arrêt se produira alors lorsque le bec 16 tombera., soit dans l'encoche 14, soit dans l'encoche 12, suivant la durée de l'émission du courant superposé;
les conditions de fonc tionnement restent les mêmes que celles de l'appareil précédemment décrit.
Les récepteurs décrits., appliqués à des installations différentes de commande à dis tance, s'adaptent à toutes autres installations indépendamment de leur mode d'actionne- ment, sans sortir du cadre de l'invention. En outre, les applications envisagées ne sont données qu'à simple titre d'exemple. En par ticulier, les récepteurs décrits sont utilisables pour effectuer des manoeuvres de nature quel conque: électriques ou mécaniques.