Dispositif d'entraînement d'un film oscillographique. La présente invention, due à M. Roger- Pierre Dubusc, concerne un dispositif d'en- traînement d'un film sur lequel on inscrit, par exemple, par voie mécanique ou photo graphique, les déplacements d'un ou de plu sieurs équipages oscillographiques, ces dépla cements étant. eux-mêmes proportionnels aux valeurs instantanées des courants électriques qui traversent les enroulements de ces équi pages.
Elle s'applique plus particulièrement à de tels films sur lesquels ces enregistrements se font à une échelle microscopique, les am plitudes des tracés étant par exemple de l'or dre du millimètre, et la résolution des détails de l'ordre de quelques microns. A cette échelle, la vitesse de déroulement du film doit être absolument uniforme, sous peine de con fondre les irrégularités de vitesse avec les irrégularités d'allure du phénomène enregis tré. Pour fixer les idées, si l'on enregistre un phénomène périodique dont la fréquence est de 500 périodes par seconde, il s'agit que l'échelle des temps soit uniforme à 1 lo près, c'est-à-dire à 1\5000o de seconde près.
Autre ment dit, si la période représente 0,2 min, le coefficient d'irrégularité de la vitesse de dé roulement du film doit être inférieur à \? mi crons par période.
Les dispositifs connus d'entraînement de films oseillographiques se composent d'un moteur tournant à grande vitesse: moteur synchrone ou asynchrone, lorsque la source de tension d'alimentation est à. courant alter natif, moteur shunt lorsque la source est à courant continu, moteur universel, du type série avec régulateur de vitesse, lorsque la source est à courant continu ou alternatif. Ce moteur entraîne une roue à picots, sur la quelle le film est engagé, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse mécanique, tel que train d'engrenages, vis tangente, etc.
Or, les réducteurs de vitesse, quelle que soit la préci sion avec laquelle ils sont taillés, ont des coefficients d'irrégularité très supérieurs aux chiffres indiqués ci-dessus. En outre, le film n'est pas tendu, et les à-coups provenant de la rotation irrégulière du rouleau-magasin, lequel est soumis à -des couples de frottement et d'inertie variables, se traduisent également par une irrégularité de la vitesse.
Un autre inconvénient de ces dispositifs connus provient du fait que, le moteur tour nant à grande vitesse, ne peut ni démarrer ni s'arrêter de façon pratiquement instantanée. Or, quand on veut enregistrer des phéno mènes fortuits, tels que les défauts survenant dans les réseaux de transport d'énergie élec trique, on est obligé d'utiliser des oscillogra phes dits automatiques, c'est-à-dire des oscillo graphes dans lesquels le déroulement du film est commandé par l'apparition du phénomène caractérisant le défaut et s'il s'agit que le film atteigne sa vitesse de régime dans un temps très court, de l'ordre de quelques mil- lièmes de seconde,
sous peine de manquer le début du défaut. On est obligé alors de laisser tourner le moteur en permanence, et de l'em brayer temporairement avec la roue d'entraî nement du film. Il y a là d'autres sources d'inconvénients, telles que débit permanent de la. source, usure du moteur et de l'embrayage, etc.
La présente invention vise à supprimer ces inconvénients en réalisant un. dispositif d'entraînement d'un film à vitesse très régu lière et à mise en route et arrêt pratiquement instantanés. Elle a pour objet un dispositif d'entraînement d'un film oscillographique en gagé sur et entraîné par une roue à pi cots et sur lequel on inscrit les déplacements d'au moins Lin équipage oscillographique, ca ractérisé par le fait que ladite roue à picots d'entraînement du film est montée directe ment sur le rotor à faible inertie, d'un mo teur d'induction à phases équilibrées, le mou vement étant freiné par un amortisseur à cou rants de Foucault, à faible inertie et à grand facteur d'amortisseur, monté directement sur une deuxième roue à picots placée avant la roue à picots d'entraînement,
dans le sens de déroulement du film qui est aussi engagé sur cette deuxième roue, l'enregistrement sur le film s'effectuant sur une région de ce filin située entre les deux roues à picots.
On réalise ainsi la combinaison d'un élé ment moteur à caractéristique asynchrone, couplé rigidement à un élément d'amortisse ment exerçant un couple antagoniste propor tionnel à la vitesse de rotation, la raideur du film, qui sert de liaison entre les deux élé ments étant grande par rapport aux autres grandeurs mécaniques mises en jeu. On ob tient de cette manière un premier résultat important: le film est toujours tendu, et sa tension est proportionnelle à sa vitesse de dé roulement. En outre, il est connu que, dans un tel système mécanique, si le moment d'inertie est faible par rapport à la constante d'amortissement, la vitesse de régime est atteinte dans un temps très court, et cette vitesse de régime est proportionnelle au quo tient du couple moteur par la constante d'amortissement pourvu que cette vitesse soit.
suffisamment éloignée de la vitesse de syn chronisme.
Un tel système obéit, en effet, à. la loi suivante:
EMI0002.0001
où wt est la vitesse an ulaire à l'instant t, compté à partir du repos; C le couple mo teur; A la constante d'amortissement; T la constante de temps, définie par:
EMI0002.0002
Pour fixer les idées, si on admet les va leurs suivantes: = 100 000 dynes. cm/ra dian/sec.; K = 500 g. cm2, on obtient Z' = 0,005 seconde. Si, au lieu des vitesses, on exprime les dé placements angulaires, on a.:
EMI0002.0004
at étant à l'instant t, compté à partir du repos.
La fig. 1 représente la fonction v
EMI0002.0008
pour l' = 0,005 seconde.
La fig. 2 représente l'enregistrement de deux sinusoïdes de fréquence 50 périodes par seconde, lorsque le déroulement du film obéit. à la loi précédente, l'une des sinusoïdes étant égale à sin cet et l'autre à cos cet,. Il est. visible qu'à partir du premier quart de période, les sinusoïdes ne sont pratiquement pas défor mées.
Dans un tel système moteur, la constante de temps ne dépend que du rapport
EMI0002.0012
du moment d'inertie total à la d'amor- tissement. Le couple moteur C n'intervient que pour définir la vitesse limite
EMI0002.0019
Cette vitesse pourra donc être réglée par le couple moteur C, sans modifier la constante de temps. On aura donc ainsi un premier moyen de réglage de la vitesse de déroulement du film, en agissant, par exemple sur la tension d'exci tation du moteur, par transformateur ou ré sistance additionnelle.
On peut aussi, bien entendu, régler la vi tesse en agissant sur la constante d'amortisse ment, mais on modifie ainsi la constante de temps. Par contre, on laisse constant le couple moteur, ce qui peut avoir un autre intérêt. En effet, le couple moteur doit être aussi élevé que possible, de façon que les couples de frot tement soient négligeable. Si cette condition doit être satisfaite pour les faibles vitesses de déroulement, on peut. être conduit, pour les grandes vitesses, à donner au couple moteur des valeurs exagérées soit par suite de l'échauffement du moteur, soit par suite de la tension mécanique imposée au film. II sera donc préférable, dans certains cas, de dimi nuer la constante d'amortissement pour aug menter la vitesse du film.
Du reste, une grande gamme de vitesse n'est utile que lors qu'on enregistre des phénomènes de fréquen ces très différentes. Ce n'est le cas que pour les oscillographes non automatiques, où la constante de temps n'a qu'un intérêt secon daire, puisque les phénomènes enregistrés ne sont. pas fortuits, mais provoqués.
La constante de la vitesse d'un ensemble moteur, ainsi constitué, tient à une particu larité des moteurs d'induction polyphasés équilibrés, à savoir que leur couple est cons tant., c'est-à-dire sans aucune pulsation. Leur champ tournant est circulaire, c'est-à-dire qu'il ne comporte qu'un terme fondamental tournant à la vitesse de synchronisme. Au contraire, un moteur d'induction polyphasé non équilibré produit un champ tournant elliptique, comportant, en plus du terme fon damental synchrone, un terme antisynchrone tournant en sens inverse. Un tel moteur pro duirait un couple pulsatoire, et la pulsation de ce couple se traduirait par une pulsation de même fréquence et d'amplitude propor tionnelle, dans la vitesse de déroulement du film. On sait obtenir dans un moteur d'induc tion un champ tournant circulaire.
Il suffit, soit d'alimenter les pôles par les tensions po lyphasées équilibrées, soit, si l'on ne dispose que d'une tension monophasée, de déphaser artificiellement les tensions des différents pô les au moyen d'artifices connus, tels que con densateurs, etc., tous artifices permettant d'obtenir sur le pôles des tensions polypha sées symétriques.
En outre, les moteurs d'induction à disque ou à cloche ont, à couple égal, au moment d'inertie très inférieur à tous les autres types de moteurs. A la fig. 3 du dessin, on a représenté, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. Sur cette figure, 1 représente un film per foré provenant d'un rouleau-magasin 2 et pas sant sur une première roue à picots 3, un rouleau cylindrique 4, et une deuxième roue à picots 5. Sur l'axe de la roue à picots 5 est monté directement le rotor 6, en forme de cloche, d'un moteur d'induction dont le sta tor n'est pas représenté. Sur l'axe de la roue à picots 3 est monté directement un amortis seur 7 constitué par une cloche métallique placée dans l'entrefer d'un aimant perma nent.
La roue à picots 5 tourne dans le sens de la flèche f. 8 représente un rayon lumi neux issu du miroir d'un équipage oscillogra- phique qui impressionne le film.
Le rotor 6 du moteur d'induction entraîne le film 1 dans le sens de la flèche F. Ce mou vement de déplacement du film est freiné par l'amortisseur 7.