Installation de commande à moteur pour machine à enregistrer et à reproduire le son. La présente invention a pour objet une installation de commande à. moteur pour ma chine à enregistrer et, à reproduire le son, destinée à fonctionner aussi bien avec du courant alternatif qu'avec du courant continu, à. une vitesse constante indépendamment du genre de courant l'alimentant et indépendam ment de la charge du moteur, l'opérateur ri'a@-ant à. procéder à, aucun ajustement, quel que soit le courant qui l'alimente.
Pour que les machines à dicter aient le plus grand champ d'application possible, il est bon qu'elles soient faites de manière à fonctionner sur les sources de puissance les plus courantes. Ainsi, les machines à. dicter ont été, en général, équipées avec un moteur série, un régulateur mécanique et une résis tance variable, en série avec le moteur, de ma nière à pouvoir faire les réglages de vitesses nécessaires pour fonctionner sur de l'alter natif ou du continu. En outre, dans ces sys- tèmes, il est parfois nécessaire de changer la position des balais du moteur lorsque l'on passe d'une source de puissance à une autre.
Cette disposition ne donne pas complète satis- l'act.ion car les réglages nécessaires doivent, généralement être faits par un monteur exercé, en particulier lorsqu'il est nécessaire < le régler la position des balais.
On s'est. également efforcé de remédier aux changements dé vitesse résultant de change ments dans la nature de l'alimentation en uti lisant un régulateur électrique du type à con- tact, mais cette disposition n'a pas donné sa tisfaction, car il en résulte, par interférence électrique, du bruit. dans les amplificateurs sensibles à tubes électroniques utilisés dans les machines à dicter actuelles.
De plus, avec ces systèmes antérieurs, il était essentiel que l'opérateur connaisse avec certitude la. nature de la tension d'alimenta tion avant de brancher l'appareil. Ceci est par ticulièrement gênant pour des vendeurs ou autres personnes qui désirent utiliser des ma chines à dicter portatives en beaucoup d'en droits différents.
L'installation de commande à moteur selon la présente invention est destinée à remédier à ces inconvénients. A cet effet, elle est carac térisée par un circuit. d'entrée susceptible d'être connecté aussi bien à une source de courant alternatif qu'à une source de courant continu, par un moteur shunt ayant des en roulements de champ et d'induit, par un re dresseur relié audit circuit d'entrée, par un circuit de distribution passant du redresseur à l'enroulement du champ et. du redresseur à l'enroulement de l'induit, le circuit de distri bution comprenant des moyens de filtrage présentant une résistance et une capacité, pour filtrer le courant amené à l'enroulement du champ et celui amené à l'enroulement. de l'induit..
Une telle installation de commande est en outre de fabrication simple et se prête facile ment à une fabrication en série. Elle peut être fabriquée de telle :sorte qu'elle occupe peu de place, ce qui est en général un avan tage dans les machines à dicter modernes qui sont petites et légères.
Le dessin annexé représente, à. titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'ins tallation de l'objet de l'invention.
La. fig. 1 est. un schéma d'une machine à dicter munie de la première forme d'exécution de l'installation de commande selon l'inven tion.
La. fig. ? est un schéma de la seconde forme d'exécution.
La première forme d'exécution représentée à la fi-. 1 comprend un moteur shunt ? à courant. continu, destiné à actionner un man drin 4 d'une machine à dicter, dans lequel des signaux sonores sont. enregistrés sur une courroie d'enregistrement 6 en matière plas tique. Ce moteur est relié à un circuit de re dresseur et de filtre, de telle sorte qu'il fone- tionne à. vitesse sensiblement constante à. par tir d'une alimentation en alternatif ou en con tinu, sans avoir à faire aucun réglage.
Pour empêcher que la vitesse du moteur 2 change lors de variations de la charge, tout en pouvant. alimenter le moteur en alternatif ou en continu, le circuit. de redresseur et de filtre doit être bien réglé. Par exemple, toute ondu lation .de la tension alternative dans le cir cuit. d'induit, dont la grandeur de pointe est. supérieure à la chute de tension provoquée par la. résistance de l'induit, donne un frei nage dynamique du moteur pendant une par tie de chaque cycle du courant d'alimenta tion.
Toutefois, une ondulation un peu plus éle vée est admissible sur l'enroulement (le champ 8 du moteur qui est représenté comme com posé de deux enroulements 8=1 et 8B. Ceci tient, en partie, à une charge de flux élevée du circuit de champ, comme on le verra plus loin, de sorte que la variation de flux totale est, proportionnellement, inférieure au chan- zement dans le courant produisant le flux et. en partie, à ce que l'on utilise l'impédance inductive de l'enroulement de champ 8 pour aider à régulariser le courant de champ.
En conséquence, la forme d'exécution de la fig. 1 eomprend un filtre à deux étages pour régler le courant de commande du mo teur \?. Ainsi, une extrémité de l'enroulement de champ 8B est reliée, par fui fil. 1'21. <B>à</B> une borne d'une prise de courant d'alimentation à broches 1.4 qui peut être branchée sur une prise à douilles ordinaires d'arrivée de cou rant continu ou alternatif.
L'autre borne de la prise 11- est reliée, par un fil 16, un inter rupteur 18, un redresseur au sélénium ?? du type sec, à demi-onde, et une résistance fil trante en série \?4, à l'extrémité opposée de l'enroulement. de champ #S_L Un condensateur filtrant électrolytique 26 shunte l'enroulement de champ 8.
La combinaison de la résistance 21 et du condensateur électrolytique 26 est utilisée pour le filtrage, car la place disponible dans les machines à dicter ne permet pas d'utiliser des condensateurs à. huile ou du type à papier ou de remplaeer la résistance 2-1 par un élé ment inductif approprié. De plus, dans les appareils à dicter, les considérations de poids sont importantes et, par .suite, il faut éviter les selfs filtrantes lourdes.
L'induit 28 du moteur '? est alimenté par une résistance filtrante supplémentaire 32 et un condensateur électrolytique 3-1. I"n côté de l'enroulement d'induit 28 est relié, par un commutateur et un balai à position fixe, di rectement au fil d'alimentation 12, et son autre côté est relié, par le commutateur et son balai et par la. résistance filtrante 32, à une extrémité de. la première résistance filtrante 24, le condensateur 34 shuntant l'enroulement d'induit.
Cette disposition permet un fonctionne ment efficace, car il n'est prévu que le fil trage nécessaire pour l'excitation de l'enroule ment de champ S. tandis que le filtrage sup plémentaire pour le circuit d'induit. est donné par un deuxième étage filtrant. constitué pai- la résistance 32 et la capacité 34. Par suite. le courant qui excite le champ S est filtré par la résistance ?-1 et le condensateur 26. tandis que le courant de l'induit<B>28</B> est filtré par les résistances 24 et 32 et les condensateurs ?6 et 34.
Il est bon que les résistances 24 et 32 soient aussi petites que possible et qu'elles soient disposées de faon qu'il n'y passe de courant qui ne serve au rôle principal du cir cuit filtrant, c'est-à-dire que, dans ces résis tances 24 et 32, il ne passe de courant tant soit, peu important que pendant la période où les condensateurs 26 et 34 fournissent du cou rant au champ 8 et à l'induit 28, respective ment.
On obtient ce résultat en choisissant les valeurs des éléments filtrants, de telle sorte que le rapport. des valeurs des condensateurs 26 et 34 soit égal au rapport. du courant pas sant dans l'enroulement de champ 8 au cou rant passant, dans l'induit 28. Des valeurs choisies clé cette facon réduisent les courants eireulants, donnant lieu à des pertes supplé mentaires, ce qui donne un réglage remarqua ble de la tension.
Les fils 12 et 16 sont reliés aussi par des fils 36 et 38 à un amplificateur, courant alter natif-courant continu, qu'il excite, amplifica teur représenté par un rectangle 42 faisant partie (le l'appareil à dicter.
Dans les installations connues, dans les quelles un moteur universel série permettait (le fonctionner avec de l'alternatif ou du con tinu lorsque l'on utilisait une source de cou rant continu, il était nécessaire d'attendre jus qu'à ce que les cathodes des tubes à vide du circuit de l'amplificateur soient chauffées avant. clé pouvoir déterminer si la polarité de la tension d'alimentation était correcte.
Cette période d'incertitude est. gênante pour l'usa- t#,er. Dans l'installation décrite, on remarquera que le circuit. du moteur ne fonctionne que si le courant continu d'alimentation a la pola rité correcte. litant donné que l'on utilise dans ce circuit un redresseur au sélénium, il n'est pas nécessaire de chauffer ari préalable le redresseur et on peut. déterminer immédiate ment si l'installation est convenablement branchée sur la source de courant continu, car le moteur lui-même sert. d'indicateur audible.
Cette caractéristique est particulièrement inté- ressante lorsque l'installation va souvent d'un endroit à un autre ou doit être débranchée souvent de la source de courant continu.
Dans le cas où l'on utilise un moteur non synchrone pour actionner une machine à dic ter, la vitesse du moteur peut varier beaucoup pendant la période de chauffage. Cette ten dance au changement de vitesse pendant la période de chauffage est spécialement pro noncée lorsqu'un moteur shunt à courant con tinu est actionné par un circuit de redresseur.
Plusieurs facteurs contribuent à cette va riation de vitesse. L'un d'eux est le change ment de résistance des enroulements de champ 8.4 et 8B avec l'augmentation de température résultant du fonctionnement du moteur. Dans des cas typiques, la résistance de l'enroule ment de champ peut varier jusqu'à 20 % pen dant cette période de chauffage.
Pour empêcher le changement de vitesse résultant du changement de la résistance du circuit de champ, une résistance 44 est mon tée en série avec les enroulements de champ 8-1 et 8B. Cette résistance 44 est choisie de façon que la valeur de sa résistance dimi nue lorsque la. température augmente. Cette résistance 44 est, de préférence, noyée dans le système d'enroulement de champ, de sorte que la température de cette résistance compensa trice correspond toujours à la température de l'enroulement de champ et sa caractéristique température-résistance est choisie de façon qu'elle soit. le complément de la caractéristi que de température de l'enroulement de champ, de sorte que la résistance totale du circuit. de champ reste sensiblement. constante.
Dans -une variante, il peut être bon de modifier les caractéristiques de compensation de la résistance 44, par exemple en branchant une résistance fixe 46 en parallèle avec la résistance 44. Cette résistance 46 peut être chi type fixe ordinaire, ayant un faible coeffi cient de température positif ou sensiblement indépendant de la température et ayant une valeur choisie de manière à donner la carac téristique temps-résistance désirée.
Dans une autre variante, il peut être bon de choisir une résistance 44 à coefficient de température négatif, de valeur et de caracté ristique de température telles qu'elle fasse phis que compenser le changement de vitesse produit par la variation de résistance de l'en roulement de champ afin de compenser en totalité ou en partie les changements de vi tesse résultant de l'augmentation de tempé rature dans d'autres éléments du système.
Un autre facteur qui contribue à la varia tion de la vitesse pendant la période de ehauf- face est que le circuit filtrant tend à donner une tension plus élevée lorsque la tempéra ture augmente. Ceci est dîi, en partie, à ce que la résistance avant du redresseur au sélé nium 22 diminue lorsque la température aug mente, le sélénium ayant une caractéristique de température négative et à ce que L'inverse de sa résistance augmente, ce qui réduit. les pertes dans le circuit du redresseur et aug mente la. tension de sortie.
De plus, le fac teur de puissance des condensateurs électro lytiques augmente lorsque la température aug mente dans la gamme ambiante, ce qui dimi nue les pertes dans ces condensateurs. Ces deux changements produits dans le circuit filtrant tendent à donner une plus grande tension de sortie.
On remédie très facilement à cet effet, en prenant. une résistance filtrante 24 à coeffi- eient de température positif. De ce fait, lors que l'on monte la résistance 24 à coefficient de température positif, dont la valeur est choisie de manière à juste compenser l'aug mentation de la tension de sortie lors du chauffage, de telle sorte que sa température soit la même que celle du redresseur au sélé nium 22 et des condensateurs électrolytiques 26 et 24, l'augmentation de la résistance en série dans le circuit. filtrant compense l'aug- mentat.ion (le tension qui, autrement, serait fournie par la source de puissance.
Un autre facteur provoquant une modifi cation de la charge du moteur pendant. la pé riode de chauffage et, par suite, tendant à donner tin changement de vitesse, est la ré duction de viscosité du lubrifiant dans les paliers de la machine lorsque la température augmente. Cette augmentation de la charge du moteur lorsque la machine est froide fait que l'induit 28 prend plus de courant. Toute fois, cet. induit 28 reeoit du courant par les deux résistances filtrantes 24 et 32, de sorte que la chute de tension sur ces résistances varie avec la charge appliquée au moteur 2.
Cet. effet ne serait pas sérieux si l'on pouvait utiliser de grands selfs ou d'autres filtres, mais, du fait. des limitations de place et. de poids indiqués ci-dessus, on ne peut en utiliser dans les machines à dicter.
Cet effet. est compensé au mieux par une résistance 48 à coefficient de température né gatif, placée dans un circuit shuntant L'induit 28. La résistance 48 peut. être montée, par exemple, au voisinage d'un des paliers du mo teur 2, de telle sorte que sa température soit la plus proche, à tout moment, de la tempé rature de ces paliers. Une résistance fixe 52, stable par rapport à la température. est mon tée en série avec la résistance 48 à. coefficient de température négatif, et une résistance fixe 54 est montée en parallèle avec cette résis tance 48, tout ce réseau étant en shunt sur l'enroulement d'induit 28.
Dans la forme d'exécution décrite, cette disposition particu lière est utilisée pour donner la caraetéristi- que temps-résistance désirée. Dans tune forme d'exécution particulière, les résistances 52 et 54, stables à la température, avaient. des va leurs de résistance de l_500 et 3300 ohms, res pectivement, et la résistance à coefficient. de température négatif -18 avait une résistance de 8000 ohms à. 38 , cette résistance tombant à 2500 ohms à 85 et 1500 ohms à 115 .
Avec cette disposition, la. valeur de la résistance shunt 54, avec la machine à l'arrêt, est sen siblement moindre que celle de la résistance compensatrice 48, de sorte que la plus grande partie du courant passe par la résistance 5-1 et la température de la résistance compeDsa- trice 48 est. déterminée surtout par le chauf fage extérieur, c'est-à-dire par la température des paliers du moteur 2.
De ce fait. les valeurs de résistance sont. choisies de faeon que les caractéristiques de résistance de la résistance 48 varient dans la proportion nécessaire pour effectuer la compensation désirée.
Dans certaines variantes, il peut suffire (le n'utiliser que la résistance 48 à, eoefficient clé température négatif, montée direetement entre les bornes de l'enroulement d'induit. 28 ou bien, dans d'autres variantes, il peut être bon de n'utiliser que la résistance shunt #)4 ou la résistance en série 52.
En outre, lorsque d'autres paliers de l'ins- tallation, par exemple le palier qui porte le mandrin 4, ont un effet. important sur la eliarYe du. moteur 2 et, lorsque ces paliers ;ont. placés de faqon que leur température soit nettement différente de celle des paliers du moteur 2, il peut être bon de brancher aux Bornes de l'induit 28 plusieurs circuits de résistances à. coefficient de température néga tif.
Ces circuits peuvent être branchés de la même fa(-on que les circuits contenant la. résis tance 48 à coefficient. de température négatif avec cette différenee que chaque résistance compensatrice est montée au voisinage d'un (les paliers de la machine, de sorte que la ré- ,#istariee et le palier ont des cycles de tempé rature correspondants et l'effet cumulatif de ces circuits donne la compensation nécessaire pour maintenir une vitesse uniforme pendant la période de chauffage.
Alors qu'antérieurement les systèmes de commande des enregistreurs de la plupart des niaehines à dicter étaient. mis en marche et < arrêtés au moyen d'un embrayaue mécanique, car il est. nécessaire d'avoir une mise en marche et un arrêt sensiblement instantanés, (fans la forme d'exécution décrite, on peut supprimer cet embrayage mécanique en utili- -;ant les caractéristiques du système filtrant décrit ici, dans un circuit spécial de démar rage et d'arrêt au moyen duquel on peut mettre en route et arrêter le moteur très rapidement.
Comme on le voit sur la, fig. 1, un commu tateur unipolaire à deux directions désigné clé faon générale par 56 sert à mettre en marche et. arrêter rapidement. le moteur 2. ('e commutateur peut être actionné, par exem ple, au moyen d'un mécanisme à relais (non représenté) commandé par un bouton-poussoir 58 monté sur un microphone à main 62, relié à l'amplificateur 42. Comme on le voit sûr le dessin, le commutateur 56 n'a pas d'effet sur le circuit de champ 8, de sorte que ce circuit reste excité tant. que l'interrupteur principal 18 est fermé, que le moteur marche ou non.
En outre, pendant. que le moteur est. à l'arrêt, le condensateur filtrant. 34 se charge presque jusqu'à la tension de pointe de l'alimentation, de sorte que, lorsque l'induit 28 est rebranché sur l'alimentation, sensiblement. toute la ten sion de la ligne qui s'est. établie sur le con densateur 34 est appliquée sur l'induit 28 en provoquant un démarrage presque immédiat, après quoi la tension aux bornes de l'induit 28 diminue du fait de la. chute de tension sur les résistances filtrantes en série 24 et 32.
Le moteur démarre donc rapidement lorsque le bras 64 du commutateur 56 est déplacé pour venir sur le contact 66, ce qui fait que la tension d'alimentation est appliquée sur les bornes de l'induit. 28 du moteur du fait de la tension élevée appliquée sur l'induit 28 par le condensateur 34 et du fait que le champ est déjà excité, de sorte qu'il n'y a pas de retard nécessaire pour que le flux magnétique s'établisse dans le circuit de champ.
Cette forme d'exécution est particulière ment avantageuse, car la diminution du cou rant dans le redresseur 22, lorsque l'induit. 28 est. débranché, provoque une augmentation de la tension de sortie de l'alimentation, par exemple du fait. des plus faibles chutes de tension sur le redresseur au sélénium 22 et sur la. résistance en série 24, de sorte que le courant. passant dans le circuit de champ aug mente. La. plus grande densité de flux dans le champ 8 dans ces conditions et. l'augmen- tation de la. tension de démarrage aux bornes de l'induit 28 agissent toutes deux pour réduire encore le temps de démarrage du moteur 2.
On peut régler ce temps de démarrage à l'aide de valves appropriées pour la résistance filtrante 32 de l'induit et le condensateur 34.
Lorsqu'il faut arrêter le moteur, on amène le bras 64 de l'interrupteur sur le contact 68, de sorte que la tension d'alimentation est dé branchée de l'induit 28 et qu'une résistance fixe 72 est mise en shunt sur l'induit 28. Le moteur alors agit en fait comme génératrice et le circuit shunt, constitué par le commu tateur 56 et. la résistance 72, donne un frei nage dynamique faisant arrêter immédiate ment le moteur. Ce temps d'arrêt. est déter miné dans une large mesure par la résistance de l'enroulement d'induit 28 et la valeur de la résistance shunt 72.
On peut régler la va leur clé. cette résistance de manière à. donner le temps d'arrêt. désiré et, clans certains cas, on constate que l'on peut complètement sup primer la résistance 7'22 et disposer le eomrnu- tateur 56, de manière à provoquer directement le court-circuit. sur les bornes de l'induit.
Comme on l'a. dit. plus haut, il est. bon (lue des courants passent dans les résistances 24 et. 32 pendant la partie du cycle pendant. laquelle du courant est. appliqué sur l'enrou lement de champ 8 et l'induit 28 à partir des condensateurs électrolytiques 26 et 34 respec tivement. Sur la. fig. 2, on a représenté sché matiquement un circuit simplifié, représen tant la seconde forme d'exécution dans la quelle les éléments correspondant. aux élé ments analogues de la fig. 1 portent. les mêmes numéros de référence suivis de la lettre C.
Das cette forme d'exécution, un deuxième redresseur 7.1 du type sec, à demi-onde, a. été placé entre les résistances filtrantes 24C et 32C, de sorte que le courant qui passe dans l'induit 28C passe successivement dans les redresseurs 22C et 74. Le redresseur 74 em pêche ainsi le courant provenant du conden sateur électrolytique 34C de revenir par la résistance 32C dans le circuit de champ 8C, ce qui fait que le condensateur 34C ne donne de courant pour l'enroulement d'induit 28C que pendant la période pendant laquelle le condensateur 34C n'est pas chargé par la ten sion d'alimentation qui arrive.
Les expressions résistance à, coefficient négatif et. résistance à coefficient positif utilisées ici ont trait à des éléments de résis tance qui ont, dans le dispositif utilisé, un coefficient de température sensible. Ainsi, par exemple, la, résistance 32 peut avoir, en fait, un léger coefficient de température positif si l'on utilise une résistance courante du com- merce, mais ce coefficient de température n'a pas d'effet.
important sur le fonctionnement du circuit et cette résistance ne doit pas être comprise dans le groupe donné ici comme ayant des coefficients de température positifs Dans le cas d'un appareil enregistreur et clans différentes autres machines, \le moteur doit être tranquille, (le faible dimension et il ne doit pas donner lien à interférence élec trique dans les amplificateurs à. gain élevé utilisés dans l'appareil enregistreur. La meil- leure faeon d'obtenir la tranquillité chi mo teur est de le faire fonctionner à faible vi tesse afin de réduire le bruit des balais.
Tou tefois, une faible vitesse et une faible dinien- sron du moteur nécessitent, en général, lin plus grand nombre de spires clans l'inclirit avec une résistance d'induit élevée de faeon correspondante. Cette résistance d'induit éle vée fait., en général, que le moteur est plus sensible à des clian-ements dans la charge et il en résulte un mauvais réglage de la vitesse.
On remédie à cet inconvénient. de la résis tance élevée clé l'induit, Lie préférence en uti lisant un moteur spécial dans lequel on utilise un très faible courant d'induit. Dans un mo teur de ce genre, une chute clé tension sur l'induit, inférieure à 5 volts, se produit. pour une tension d'alimentation de<B>115</B> volts, c'est à-dire que l'enroulement d'induit donne une force contre-électromotrice de 1.10 volts.
Cette caractéristique intéressante s'obtient en con formant les couches de l'induit, de manière à obtenir un encombrement de bobinage beau coup plus faible et. un parcours dans le fer beaucoup phis grand que cela n'est. courant dans des moteurs de faible dimension et en prévoyant un flux de champ extrêmement fort. Par exemple, dans un moteur de 3 watts, le courant d'induit, dans les conditions de fonctionnement, est. de 15 milliampères, tan dis que le courant. de champ est. de 60 milli ampères. Par suite, même avec une résistance d'induit. s'élevant à 300 ohms, il n'y a. qu'une chute de 4,5 volts provoquée par la résistance de l'induit.
La force de champ élevée et. le faible courant d'induit. aident à empêcher une interférence électrique dans l'amplificateur à rendement élevé. Le contrant d'induit est si faible que la. commutation de ce courant lie donne pas lieu à étincelles sur les balais du moteur. Cette résistance d'indult relativement élevée aide également. à amortir les courants oscillants qui peuvent se produire dans les spires qui sont mises en court-circuit pendant. la commutation.
Bien que les formes d'exécution décrites littissent être équipées clé moteurs faits à la fa(-on habituelle, on obtient des avantages sup plémentaires si le moteur est fait, de façon (Ine le courant. de champ soit. au moins deux fois plus grand que le courant passant dans l'induit..