Transformateur pour la mesure d'une position linéaire La présente invention a pour objet un transfor mateur pour la mesure d'une position linéaire, par exemple pour déterminer la position relative de deux corps susceptibles & un mouvement rectiligne l'un par rapport<B>à</B> l'autre.<B>Ce</B> transformateur est du type<B>dé-</B> crit de façon générale dans les brevets suisses <B>Nos 348086</B> et<B>352601.</B>
Le transformateur envisagé ici comprend des en roulements de trois types, soit grossiers, moyens et fins. Dans ce cas, une position relative unique de deux pièces du transformateur peut être définie par une combinaison unique de trois paires de signaux, une pour les enroulements grossiers, une pour les enroulements moyens et une pour les enroulements fins.
<B>Il</B> faut rappeler que les transformateurs décrits dans les brevets cités ci-dessus comprennent deux pièces, une pouvant être fixe et constituant ce qu'on peut appeler l'échelle, et l'autre étant mobile par rapport<B>à</B> la première et constituant un chariot. L'échelle porte un enroulement sous forme de con ducteurs rectilignes disposés côte<B>à</B> côte transversale ment<B>à</B> la direction du mouvement relatif entre les pièces. Ces conducteurs présentent un espacement uniforme et sont connectés en série de manière que le courant s'écoule dans des sens opposés dans les conducteurs adjacents. Quand un courant électrique s'écoule<B>à</B> travers cet enroulement, des champs ma gnétiques de sens ou de polarités successivement op posés sont formés<B>à</B> proximité des conducteurs suc cessifs.
La distance parallèlement<B>à</B> la direction de mouvement relatif des deux pièces, du centre de l'un de ces conducteurs transversaux au centre du conduc teur transversal adjacent constitue une dimension importante du transformateur<B>à</B> laquelle on donne le nom de<B> </B> pôle<B> </B> ou<B> </B> intervalle polaire<B> .</B> Le double de cette distance, c'est-à-dire l'espacement de centre <B>à</B> centre des deux conducteurs extrêmes de trois con ducteurs adjacents, est appelé le<B> </B> cycle polaire<B> </B> du transformateur car c'est la distance, parallèle<B>à</B> la direction de mouvement relatif des pièces, sur la quelle les champs magnétiques associés avec les en roulements de l'échelle se déplacent pendant un cycle complet. L'échelle s'étend sur toute la longueur de la distance sur laquelle le mouvement relatif doit être commandé.
L'échelle peut être fixée par exemple au socle d'une machine-outil tandis que la pièce mobile peut être fixée au chariot de la machine, de manière que lorsque ce chariot se déplace, la pièce mobile du transformateur se déplace le long de la pièce fixe et<B>à</B> proximité de celle-ci. La pièce mobile peut être notablement plus courte que la pièce fixe et porter deux enroulements dont chacun peut être identique<B>à</B> un fragment de l'enroulement sur la pièce fixe. Ainsi, chacun des enroulements de la pièce mo bile présente le même cycle polaire que l'enroule ment de la pièce fixe. Les deux enroulements de la pièce mobile sont toutefois espacés l'un de l'autre, parallèlement<B>à</B> la direction du mouvement relatif des pièces, d'un multiple impair de quarts de cycle polaire.
Avec une telle construction, si l'un des en roulements de la pièce mobile est parcouru par un courant alternatif, il induit dans l'enroulement de la pièce fixe une tension de la même fréquence mais dont l'amplitude varie, de façon cyclique, pendant que la pièce mobile se déplace longitudinalement par rapport<B>à</B> la pièce fixe. La tension ainsi induite dans l'enroulement de la pièce fixe, constituant l'enroule ment secondaire du transformateur, décrit un cycle complet au cours du déplacement de la pièce mobile d'une distance égale<B>à</B> la longueur d'un cycle polaire.
L'excitation de l'autre enroulement<B>de</B> la pièce mobile par un courant semblable induit une tension dans l'enroulement de la pièce fixe qui varie de la même façon avec la position relative des deux pièces. La variation de l'amplitude de la tension secondaire induite par<B>le</B> courant dans l'un et l'autre des enrou lements de la pièce mobile est désignée par le terme <B> </B> onde de couplage<B> ,</B> et il est évident qu'avec l'es pacement l'un par rapport<B>à</B> l'autre des deux enrou lements de la pièce mobile indiqué ci-dessus, les deux ondes de couplage, qui représentent respective ment les tensions induites dans l'enroulement<B>de</B> la pièce fixe par les courants séparés circulant dans les deux enroulements de la pièce mobile,
présentent leurs maximums dans des positions séparées longitu dinalement sur la pièce fixe d'un quart de cycle po laire.<B>Il</B> est avantageux que l'onde de couplage ou la variation de l'amplitude de la tension secondaire soit sinusolidale en fonction de la position de la pièce mobile. Les brevets cités plus haut décrivent des moyens permettant d'obtenir une onde de couplage exactement sinus6idale. Les deux ondes de couplage peuvent être en quadrature dans l'espace, et les deux enroulements de la pièce mobile peuvent égale ment être considérés comme disposés en quadrature dans l'espace.
Si maintenant les deux enroulements de la pièce mobile sont excités par des courants alternatifs sépa rés de la même fréquence et de la même phase, mais dont les aml:Aitudes relatives sont entre elles comme le sinus et le cosinus d'un angle choisi entre <B>0</B> et<B>3600,</B> la somme des deux tensions induites dans l'enroulement unique de la pièce fixe par les cou rants primaires variera cycliquement, de préférence sinusolfdalement, le cycle présentant une longueur longitudinalement<B>à</B> la pièce fixe égale au cycle po laire de cette pièce fixe.
Si, par des moyens de mise en place grossiers d7une forme quelconque, la pièce mobile est amenée dans une position qui diffère d'une position déterminée de moins de la moitié du cycle polaire, et de préférence de moins d'un quart de ce cycle, on peut utiliser un servo-mécanisme utilisant comme signal d'erreur la tension somme induite dans l'enroulement de la pièce fixe pour entrâffier la pièce mobile dans la position pour laquelle cette tension somme est nulle. Des courants correctement propor tionnés<B>à</B> travers les enroulements de la pièce mobile peuvent être par conséquent utilisés pour définir une position désirée de la pièce mobile par rapport<B>à</B> la pièce fixe.
La mise en place grossière de la pièce mo bile étant suffisamment exacte pour que le servo-mé- canisme n'entraîne pas la pièce mobile vers un zéro autre que celui désiré.
Les transformateurs décrits dans les brevets ci- dessus, de même que le transformateur envisagé maintenant, sont destinés<B>à</B> assurer une mise en place très précise de la pièce mobile. Pour cela, le cycle polaire de l'enroulement fixe décrit dans les- dits brevets est petit, par exemple égal<B>à</B> 2,54 mm. On peut utiliser un appareil de détermination de la position grossière d'un type quelconque, par exem ple un synchro-trigonomètre <B>( </B> resolver ) rotatif couplé par un train d'engrenages<B>à</B> la pièce mobile.
En revanche, le transformateur objet de la présente invention comprend des enroulements de mesure de position grossier, moyen et fin, évitant l'emploi de trains d'engrenages et compensant tout défaut acci dentel de rectitude dans les voies qui supportent la pièce mobile au cours de son mouvement longitudi nal par rapport<B>à</B> la pièce fixe.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution du transformateur objet de l'invention et une variante.
La fig. <B>1</B> est une vue en plan partielle de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe<B>à</B> plus grande échelle selon 2-2 de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>3</B> est une coupe selon<B>3-3</B> de la fig. <B>1.</B> La fig. 4 est une vue en plan développée d'une partie du transformateur représenté<B>à</B> la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>5,</B> semblable<B>à</B> la fig. 4, est une vue en plan développée d'une autre partie du transformateur représenté<B>à</B> la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>6</B> est une vue en plan développée d'une troisième partie du transformateur représenté<B>à</B> la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>7</B> est un schéma de connexion des con ducteurs représentés<B>à</B> la fig. 4.
La fig. <B>8</B> est une variante du schéma de con nexion de la fig. <B>7.</B>
La fig. <B>9</B> est un schéma des courants dans une partie de cette forme d'exécution.
La fig. <B>10</B> est une coupe,<B>à</B> plus grande échelle, selon<B>10-10</B> de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>11</B> est une coupe semblable<B>à</B> celle de la fig. <B>10,</B> montrant une autre position de divers<B>élé-</B> ments.
Le transformateur linéaire<B>1</B> représenté<B>à</B> la fig. <B>1</B> comprend une pièce fixe 2 et une pièce mobile<B>3</B> qui peut se déplacer par rapport<B>à</B> la pièce fixe 2 en direction horizontale indiquée par les flèches 4.
La pièce fixe 2 peut avoir par exemple 25,4 cm de longueur, tandis que la pièce mobile<B>3</B> peut avoir une longueur de<B>9,15</B> cm dans le sens du déplacement relatif.
La pièce 2 porte trois enroulements continus mo nophasés différents,<B>à</B> savoir un enroulement<B> </B> gros sier<B> 5</B> présentant un cycle polaire permettant une mesure grossière de la position relative des pièces, un enroulement<B> </B> moyen<B> 6</B> présentant un cycle polaire permettant une mesure moyenne et un enrou lement<B> </B> fin<B> 7</B> présentant un cycle polaire permet tant une mesure fine de cette position. Les enroule ments<B>5, 6</B> et<B>7</B> sont disposés dans un plan et montés sur la surface externe<B>71</B> d'une base de support<B>8,</B> comme on le verra plus loin.
Des bornes<B>9</B> et<B>10</B> des enroulements<B>5</B> et<B>7</B> sont disposées sur le côté opposé de la base<B>8, à</B> la gauche en regardant la fig. <B>1.</B> Des bornes<B>11</B> de l'enroulement<B>6</B> sont égale ment disposées sur le côté opposé de la base,<B>à</B> droite en regardant la fig. <B>1.</B>
La pièce<B>3</B> comprend aussi une base de support 12, semblable<B>à</B> la base<B>8,</B> sur la face interne<B>13</B> de laquelle sont disposées dans un plan les parties acti ves de conducteurs constituant des enroulements grossier, moyen et fin, 14,<B>15, 16</B> respectivement, comprenant chacun deux enroulements élémentaires en quadrature dans l'espace par rapport au cycle polaire des enroulements d'échelle respectifs<B>5, 6</B> et <B>7.</B> Les bornes des enroulements 14,<B>15, 16</B> sont dis posées sur le côté opposé<B>17 à</B> la face interne<B>13,</B> visible<B>à</B> la fig. <B>1.</B> Les deux enroulements en quadra ture 14 présentent des bornes<B>18</B> et<B>19,</B> les deux enroulements en quadrature<B>15</B> des bornes 20 et 21, et les deux enroulements en quadrature<B>16</B> des bor nes 22 et<B>23.</B>
On voit<B>à</B> la fig. <B>3</B> que la face arrière d'une extré mité de la base<B>8</B> est évidée pour former une surface décalée<B>62</B> sur laquelle sont montées les bornes<B>9</B> et <B>10,</B> et une surface décalée semblable<B>63</B> portant les bornes<B>11 à</B> l'autre extrémité de la base.
La pièce<B>3</B> se déplace de manière que les parties actives des enroulements 14,<B>15, 16</B> soient dans un plan parallèle au plan des conducteurs actifs des en roulements<B>5, 6, 7</B> et<B>à</B> proximité étroite de ces conducteurs.
La fig. 2 montre deux parties 24 et<B>25</B> d'une machine mobiles relativement l'une<B>à</B> l'autre. La par tie 24 est fixe et la pièce 2 est fixée<B>à</B> cette partie par des boulons<B>26.</B> Ces boulons comprennent cha cun une tête qui s'engage dans un évidement<B>27</B> et une tige filetée<B>28</B> qui passe<B>à</B> travers un trou<B>29</B> percé dans la base<B>8</B> et s'engage dans un trou<B>30</B> taraudé dans la partie 24.
La pièce 2 peut avoir 25,4 cm de longueur et si les diverses parties de la machine comportant ces pièces présentent un trajet relatif de<B>1016</B> cm, il faut utiliser quarante de ces pièces. Dans chaque cas, le nombre de pièces 2 doit être suffisant pour couvrir la longueur de déplacement requise. En ce qui con cerne les connexions relatives au diagramme de la fig. <B>8,</B> on suppose que la pièce 2 de la fig. <B>1</B> est la vingtième d'une série de plus de vingt pièces, la dix- neuvième étant indiquée en<B>31</B> et la vingt et unième en<B>32.
A</B> la droite de la pièce<B>3 1,</B> du côté opposé, des bornes<B>33</B> correspondent aux bornes<B>11</B> de l'extré mité inverse de droite de la base<B>8,</B> tandis que des bornes 34 et<B>35 à</B> l'extrémité opposée gauche de la pièce<B>32</B> correspondent aux bornes<B>9</B> et<B>10,</B> l'arrange ment des bornes étant sensiblement le même pour tou tes les pièces de la série, les enroulements étant dif férents sous certains aspects comme on l'expliquera <B>à</B> l'aide des fig. 4 et<B>5.</B> La pièce mobile<B>3</B> dessert la série de pièces fixes 2,<B>31, 32</B> pour la longueur de trajet désirée.
Afin d'aligner verticalement toutes les pièces fixes (fig. <B>1</B> et 2), la partie 24 porte, maintenu par des vis espacées<B>36,</B> un ruban<B>37 à</B> bord de guidage qui s'étend sur toute la longueur de la série complète des pièces. Le ruban<B>37</B> présente un bord inférieur <B>38</B> rectiligne et il est fixé<B>à</B> la partie 24 de manière que le bord<B>38</B> soit horizontal et parallèle<B>à</B> la ligne de déplacement de la pièce mobile<B>3,</B> les pièces fixes présentant un bord supérieur<B>39</B> rectiligne et les boulons<B>26</B> fixant les bases<B>8</B> des pièces fixes<B>à</B> la partie 24 de manière que le bord rectiligne<B>39</B> de la pièce fixe bute contre le bord rectiligne<B>38</B> du ru ban<B>37.</B>
La pièce mobile<B>3</B> (fig. <B>1</B> et<B>3)</B> comprend deux vis 40 et 41 permettant de la fixer<B>à</B> la partie<B>25</B> de la machine. Les vis 40 et 41 sont semblables aux vis <B>26,</B> chacune présentant une tête 42 (fig. 2) s'éten dant dans un évidement 43 ménagé dans la base 12, et une tige filetée 44 se vissant dans un trou 45 ta raudé dans la partie<B>25.</B>
Considérons individuellement l'un quelconque des arrangements d'enroulements grossier, moyen et fin. Quand la position relative des deux pièces est telle que l'un des deux enroulements associés en quadra ture de la pièce mobile présente un couplage mini mum avec l'enroulement correspondant de la pièce fixe, l'autre enroulement en quadrature de la pièce mobile présente un couplage maximum avec l'enrou lement de la pièce fixe et le transformateur peut être considéré comme occupant la position zéro dans cet arrangement d'enroulements.
Cette position relative des deux pièces correspond<B>à</B> un signal d'entrée de valeur nulle dans lequel un courant d'amplitude maximum est envoyé dans l'enroulement élémentaire de la pièce mobile présentant un couplage minimum, et un courant d'amplitude minimum est envoyé dans l'enroulement élémentaire associé de la pièce mobile présentant un couplage maximum avec la pièce fixe. Par une mise en place appropriée des enroulements élémentaires constituant les trois dispositifs grossier, moyen et fin, on peut déterminer une position rela tive des deux pièces qui constitue une position zéro pour les trois dispositifs simultanément.
On voit<B>à</B> la fig. 2 que les pièces fixes 2,<B>31, 32</B> pendent verticalement depuis la partie 24 de la ma chine<B>à</B> laquelle elles sont fixées par les vis<B>26,</B> tan dis que la pièce mobile<B>3</B> s'élève depuis l'autre partie <B>25</B> de la machine<B>à</B> laquelle elle est fixée par les vis 40 et 41. La partie supérieure 46 de la pièce<B>3</B> et la partie inférieure 47 des pièces fixes se recou vrent et sont disposées<B>à</B> distance l'une de l'autre, chacune des parties 46 et 47 portant des enroule ments grossier, moyen et fin respectifs.
La seule con nexion mécanique entre ces enroulements et les par ties 24 et<B>25</B> est réalisée par les vis 41 et 42 et par les vis<B>26</B> des bases 12 et<B>8</B> respectives sur lesquelles les enroulements grossier, moyen et fin sont montés pour être reliés inductivement aux paires d'enroule ments grossier, moyen et fin 14,<B>15</B> et<B>16,</B> respecti vement, de la pièce mobile en quadrature dans l'es pace, et aux enroulements respectifs correspondants grossier, moyen et fin<B>5, 6</B> et<B>7</B> de la pièce fixe.
Les parties d'enroulement comprises entre une ligne<B>67</B> et la marge de gauche de la fig. 4 sont dis posées sur la face opposée ou intérieure<B>62</B> de la base<B>8,</B> tandis que les parties d'enroulements entre une ligne<B>68</B> et la marge de droite de la fig. 4 sont disposées sur la face opposée ou intérieure<B>63.</B> Les parties d'enroulement entre les lignes<B>67</B> et<B>69</B> s'étendent en formant un pli sur le bord<B>61</B> de la base<B>8,</B> tandis que les conducteurs entre les lignes<B>70</B> et<B>68</B> s'étendent en formant un pli sur le bord opposé <B>65</B> de la base<B>8.</B> Les parties de conducteurs entre les lignes<B>69</B> et<B>70</B> sont des parties actives des enroule ments respectifs<B>5', 6',
7'</B> sur la face extérieure<B>71</B> de la base<B>8.</B>
L'enroulement fin<B>7'</B> (fig. 4) comprend des con ducteurs actifs<B>72, 73,</B> 74,<B>75,</B> etc., qui s'étendent perpendiculairement<B>à</B> la direction du mouvement re latif entre la pièce 2 et la pièce<B>3,</B> ces conducteurs étant connectés de manière que le courant s'écoule dans des sens opposés dans des conducteurs adja cents, la longueur d'un cycle polaire de l'onde de couplage, qui comprend deux fois la valeur d'un demi-espacement entre les conducteurs adjacents, plus un espacement entre les conducteurs adjacents, plus deux fois la largeur d'un conducteur, c'est- à-dire la distance du centre du conducteur<B>72</B> au centre du conducteur 74, étant égale<B>à</B> 2,54 mm.
Si l'échelle a 25,4 cm de longueur, l'enroulement fin<B>7</B> a une longueur égale<B>à</B> cent cycles de l'onde de cou plage- Les enroulements moyen et grossier de la pièce fixe sont fondamentalement similaires<B>à</B> l'enroulement fin de cette pièce, mais ils en diffèrent en ce que, quoique transversaux relativement<B>à</B> la direction du mouvement relatif, ils sont disposés obliquement, et parce qu'ils sont divisés en deux parties qui sont in clinées obliquement sur cette direction d'angles égaux et opposés. L'obliquité des conducteurs de l'enroulement moyen de la pièce fixe est telle que le cycle polaire de cet enroulement est un multiple élevé (cent par exemple) de celui de l'enroulement fin de cette pièce fixe.
En d'autres mots, la distance, mesurée parallèlement<B>à</B> la direction du mouvement relatif, de la ligne centrale d'un conducteur moyen <B>à</B> la ligne centrale du conducteur moyen adjacent est égale, par exemple,<B>à</B> cent fois la distance, mesu rée parallèlement<B>à</B> ladite direction, de la ligne cen trale d7un conducteur fin<B>à</B> la ligne centrale du con ducteur fin adjacent.
Le cycle polaire de l'enroule ment moyen est en fait, dans l'exemple décrit et re présenté, exactement égal<B>à</B> la longueur de chacune des pièces<B>31,</B> 2 et<B>32</B> (fig. <B>1).</B> L'obliquité des con ducteurs de l'enroulement grossier de la pièce fixe est encore plus grande, c'est-à-dire que l'angle entre la direction du mouvement relatif et les conducteurs grossiers de la pièce fixe est encore plus petit que l'angle correspondant pour les conducteurs moyens. L'obliquité ainsi définie des conducteurs grossiers est en fait si grande que l'enroulement grossier de la pièce fixe embrasse seulement un cycle polaire du dispositif d'enroulement grossier dans les quarante pièces fixes qui sont utilisées pour permettre un<B>dé-</B> placement de la pièce mobile de<B>1016</B> cm.
L'enroulement moyen complet de la pièce fixe comprend donc quarante paires de groupes de con ducteurs<B>76</B> et<B>78</B> de la fig. 4, géométriquement ali gnées comme l'indique la fig. <B>1</B> et électriquement connectées en série. L'enroulement grossier complet de la pièce fixe comprend quarante paires de groupes de conducteurs tels que ceux indiqués en<B>93</B> et<B>95</B> (fig. 4) pour une extrémité de la rangée et<B>à</B> la partie supérieure de la fig. <B>5</B> pour l'extrémité opposée de cette rangée, ces quarante paires de groupes étant géométriquement alignées et électriquement connec tées en série.
Comme les conducteurs rectilignes actifs des en roulements moyen et grossier de la pièce fixe s'éten dent obliquernent en travers de la direction de mou vement relatif au lieu de s'étendre perpendiculaire ment<B>à</B> cette direction, il est évident que, sur un cycle polaire mesuré parallèlement<B>à</B> la direction de déplacement, la position de l'un quelconque de ces conducteurs, mesurée perpendiculairement<B>à</B> cette di rection, est déplacée d'une distance égale<B>à</B> deux fois la largeur du conducteur plus deux fois l'espa cement des conducteurs, cette largeur et cet espace ment étant mesurés perpendiculairement<B>à</B> la direc tion de déplacement relatif.
L'enroulement moyen<B>6'</B> (fig. 4) comprend un groupe<B>76</B> de conducteurs parallèles dont les con ducteurs adjacents sont parcourus par des courants de sens opposés, les conducteurs du groupe<B>76</B> for mant un angle aigu avec la direction de déplacement qui est parallèle<B>à</B> une ligne<B>77,</B> tandis que les con ducteurs semblables d'un autre groupe<B>78</B> sont incli nés dans le sens opposé sur cette direction. Des con nexions<B>79</B> connectent en série les conducteurs des groupes<B>76</B> et<B>78.</B> Le but de la construction décrite est de compenser tout mouvement non rectiligne du chariot.
L'enroulement moyen<B>6'</B> (fig. 4) correspond, sur une longueur de 25,4 cm de ses conducteurs actifs dans une direction parallèle<B>à</B> la ligne<B>77, à</B> un cycle spatial ou<B>à</B> un cycle de l'onde de couplage moyen, ce qui signifie que le déplacement de chacune des extrémités de droite<B>80</B> des conducteurs<B>81</B> par rap port<B>à</B> l'extrémité de gauche correspondante<B>82</B> du conducteur est égal<B>à</B> la somme de deux fois la lar geur d'un conducteur<B>81</B> et de deux fois la largeur d'un intervalle<B>83</B> entre les conducteurs qui se rejoi gnent. L'enroulement<B>6'</B> est symétrique par rapport <B>à</B> la ligne<B>77</B> qui constitue son axe horizontal, cha cun des groupes<B>76</B> et<B>78</B> comprenant 4,<B>5</B> conduc teurs.
Un intervalle 84 au sommet des conducteurs de demi-longueur sur la ligne centrale verticale et un intervalle<B>85</B> au sommet des conducteurs jointifs <B>81</B> et<B>88 à</B> l'extrémité gauche de l'enroulement ont la même valeur que les intervalles<B>83,</B> cette valeur étant par exemple de 0,42 mm et la largeur de cha que conducteur<B>81, 86, 87, 88</B> étant de<B>0,85</B> mm, L'étendue d'un cycle spatial sur la longueur de l'enroulement<B>6'</B> signifie que si une autre pièce fixe, telle que la pièce 2, est montée<B>à</B> la droite de la pièce 2' (fig. 4), tout en laissant, entre le dernier conducteur<B>89</B> de l'enroulement fin<B>7'</B> et le premier conducteur (correspondant au conducteur<B>72)</B> de la pièce fixe non représentée sur la droite,
un intervalle égal<B>à</B> celui qui sépare les conducteurs jointifs<B>72,</B> <B>73,</B> l'extrémité droite<B>90</B> du conducteur<B>86</B> s'étendra en fait dans l'alignement de l'extrémité gauche cor respondant<B>à</B> l'extrémité<B>91</B> du conducteur<B>92</B> de l'enroulement adjacent<B>6',</B> l'écoulement du courant étant dans le même sens dans les deux conducteurs comme indiqué par les flèches, ainsi qu'il ressort de la fig. <B>7</B> qui montre également la succession des con ducteurs et le sens d'écoulement du courant d'une pièce fixe<B>à</B> la suivante dans le cas d'une série d'en roulements -rossiers.
Le rapport de la longueur du cycle polaire de l'onde de couplage de l'enroulement fin<B>7 à</B> la lon gueur du cycle polaire de l'onde de couplage de l'en roulement moyen<B>6</B> est de<B>100 à 1.</B>
La largeur du conducteur et l'intervalle entre con ducteurs adjacents dans l'enroulement grossier<B>5'</B> sont les mêmes que pour l'enroulement moyen<B>6.</B> La longueur présumée de 25,4 cm de l'échelle et des conducteurs actifs de l'enroulement grossier<B>5'</B> cor respond<B>à</B> '/4o du cycle polaire grossier, de sorte qu'il faut disposer d'une longueur de<B>1016</B> cm représen tant 40 pièces fixes disposées bout<B>à</B> bout pour<B>dé-</B> caler l'extrémité droite de chaque conducteur au niveau de la quarantième pièce, par rapport<B>à</B> son ex trémité gauche au début de la première pièce, d'une quantité égale<B>à</B> la somme de deux fois la largeur d'un conducteur et de deux fois l'intervalle entre les conducteurs,
lequel décalage est égal au décalage obtenu dans l'enroulement moyen sur la longueur de 25,4 cm. Dans ce but, comme dans le cas de l'enrou lement moyen<B>6',</B> l'enroulement grossier<B>5'</B> comprend un groupe<B>93</B> de conducteurs parallèles entre eux mais très légèrement inclinés sur l'axe 94 de l'en roulement, lequel axe est parallèle<B>à</B> la direction de déplacement de la pièce<B>3,</B> l'extrémité droite du groupe étant décalée plus fortement par rapport<B>à</B> J'axe 94 que l'extrémité gauche du groupe.
Aussi, comme dans le cas de l'enroulement<B>6',</B> l'enroulement grossier<B>5'</B> comprend un autre groupe<B>95</B> de conduc teurs parallèles présentant la même inclinaison mais en sens opposé, un conducteur<B>96</B> reliant les groupes <B>93</B> et<B>95</B> additivement afin de compenser le déplace ment latéral de la pièce<B>3.</B>
Tous les conducteurs des enroulements<B>5, 6, 7</B> et <B>5', 6', 7'</B> (fig. 4 et<B>5)</B> sont dans un seul plan. Les connexions disposées d'un côté entre les lignes<B>67</B> et<B>69</B> s'étendent perpendiculairement<B>à</B> leurs conduc teurs actifs respectifs et par conséquent ces con nexions ne sont pas en relation d'induction avec les conducteurs respectifs.
Celles de ces connexions dis posées sur la face intérieure, telle que la face<B>62</B> (fig. <B>3), à</B> la gauche de la ligne<B>67</B> de la fig. 4, sont éloignées du plan des conducteurs actifs des enrou lements<B>5, 6', 7',</B> la même disposition se rencon trant pour les connexions de la face intérieure<B>(63 à</B> la fig. <B>3) à</B> la droite de la ligne<B>68.</B>
Les connexions entre les lignes<B>67</B> et<B>69</B> (fig. 4) représentent les connexions du bord<B>61</B> de l'échelle 2 et comprennent les éléments suivants<B>:</B> connexion<B>97</B> <B>à</B> une extrémité de J'enroulement fin<B>7,</B> partie d'une connexion<B>297</B> qui est reliée<B>à</B> une connexion<B>98</B> qui s'étend le long et sur un côté de l'enroulement<B>7',,</B> quatre connexions<B>99</B> reliées aux extrémités des con ducteurs adjacents des enroulements<B>6'</B> en série, une connexion<B>96,</B> deux connexions<B>100</B> qui connectent leurs conducteurs en série dans l'enroulement<B>5',</B> une connexion<B>101</B> reliée<B>à</B> l'une des bornes<B>9'</B> et une connexion 102 reliée<B>à</B> l'autre borne<B>9'.</B>
La face opposée ou intérieure de la pièce fixe maintient les connexions dans des bornes indiquées <B>à</B> la gauche de la ligne<B>67</B> (fig. 4),<B>à</B> savoir les con nexions<B>103</B> et 104 qui aboutissent<B>à</B> des bornes<B>10'</B> et les connexions<B>105</B> et<B>106</B> qui aboutissent<B>à</B> des bornes<B>9'.</B>
Les connexions entre les lignes<B>70</B> et<B>68</B> (fig. 4) sont celles disposées sur<B>le</B> bord<B>65</B> de la pièce fixe 2 et comprennent les éléments suivants: connexion <B>107</B> qui relie l'extrémité droite de l'enroulement<B>7'</B> <B>à</B> la connexion<B>98,</B> une partie de connexion<B>108</B> qui est connectée<B>à</B> l'une des bornes<B>Il',</B> quatre con nexions<B>109</B> qui connectent les conducteurs adjacents en série dans l'enroulement<B>6',</B> partie de connexion <B>110</B> qui aboutit<B>à</B> une autre borne<B>Il',</B> et quatre connexions<B>111</B> qui connectent les conducteurs adja cents en série dans l'enroulement<B>5'.</B>
La fig. <B>5</B> montre les enroulements développés de la vingtième pièce 2 de la série, les connexions formant un pli autour du bord de sa base<B>8</B> et se terminant par des bornes<B>9, 10</B> et<B>11,</B> qui correspon dent aux bornes<B>9', 10'</B> et<B>1 l'</B> de la fig. 4, comme il a été expliqué en référence<B>à</B> cette fig. 4. L'enrou lement moyen<B>6</B> est exactement le même que l'enrou lement moyen<B>6'</B> de la première pièce de la série, et l'enroulement fin<B>7</B> est exactement le même que l'enroulement fin<B>7'</B> de la première pièce de la série.
On a expliqué précédemment que les conducteurs de l'enroulement grossier, sur la longueur de quarante pièces fixes dans l'exemple représenté, sont déplacés transversalement d'une distance égale<B>à</B> la somme de deux fois la largeur d'un conducteur et de deux fois l'intervalle des conducteurs, mesurés transversale ment<B>à</B> la direction de déplacement. Comme l'enrou lement grossier<B>5</B> est le vingtième enroulement, le déplacement de ses conducteurs, dans une direction transversale par rapport<B>à</B> la ligne 294 qui prolonge l'axe 94 parallèle<B>à</B> la direction de déplacement, est la moitié de la quantité ci-dessus et égal<B>à</B> la largeur d'un conducteur, qui est de<B>0,85</B> mm, plus un inter valle entre les conducteurs, qui est de 0,42 mm par exemple.
Pour une pièce fixe intermédiaire dans la série de vingt pièces le déplacement latéral des extré mités droites des conducteurs de l'enroulement<B>5</B> par rapport<B>à</B> l'axe 294 de l'enroulement est proportion nellement plus grand, les conducteurs de l'extrémité gauche de la seconde pièce et des pièces subséquen tes étant les continuations, avec un écoulement de courant dans le même sens, des conducteurs corres pondants<B>à</B> l'extrémité droite de la pièce précédente.
On a dit précédemment que les pièces fixes join tives sont ajustées ensemble de manière<B>à</B> préserver l'espacement uniforme entre le dernier conducteur<B>89</B> de l'enroulement fin<B>7'</B> (fig. 4) et le conducteur adja cent non représenté sur la pièce suivante<B>à</B> droite.
Dans ce cas, il existe un intervalle inévitable entre les extrémités droites des conducteurs des enroule ments grossier<B>5'</B> et moyen<B>6'</B> et l'extrémité gauche des conducteurs correspondants dans la pièce sui vante, mais l'erreur ainsi produite est négligeable car cet intervalle est très petit par rapport<B>à</B> la lon- oru <B>.</B> eur de la pièce mobile qui rencontre ainsi une longueur de conducteurs sensiblement constante au cours de son déplacement d'une pièce fixe<B>à</B> l'autre.
La fig. <B>6</B> montre le plan développé des enroule ments 14,<B>15</B> et<B>16</B> de la pièce mobile<B>3,</B> cette fi gure étant<B>à</B> la même échelle que les fig. <B>1</B> et<B>3</B> en direction horizontale et agrandie quatre fois en di rection verticale.
Les enroulements 14,<B>15</B> et<B>16</B> (fig. <B>6)</B> sont tous dans un plan qui reste parallèle au plan des enroule ments<B>5, 6</B> et<B>7</B> pendant le mouvement de la pièce mobile.
Comme expliqué en référence<B>à</B> la fig. 4, des conducteurs de retour 120 et 121 et les parties con ductrices 122 de l'enroulement grossier de la pièce<B>3</B> (fig. <B>6),</B> de même que des conducteurs de retour cor respondants<B>123</B> et 124 et les parties conductrices <B>125</B> de l'enroulement moyen<B>15</B> disposées entre les lignes<B>126</B> et<B>127,</B> constituent les parties d'enroule ments sur le bord<B>128</B> de la pièce<B>3</B> (fig. <B>3),</B> tandis que les parties conductrices s'étendant jusqu'aux bor nes 20 et<B>18 à</B> la gauche de la ligne<B>126</B> sont placées <B>à</B> la partie frontale<B>17</B> de cette pièce sur le côté op posé<B>à</B> celui qui porte les parties conductrices actives.
Les parties conductrices<B>130,</B> les conducteurs de retour<B>131</B> et<B>132</B> de l'enroulement 14 de la fig. <B>6,</B> de même que les parties conductrices<B>133</B> et les conducteurs de retour 134 et<B>135</B> disposés entre les lignes<B>136</B> et<B>137</B> sont disposés sur le bord<B>138</B> de la pièce mobile (fig. <B>3),</B> tandis que les connexions s'étendant vers les bornes<B>19</B> et 21<B>à</B> la droite d'une ligne<B>137</B> (fia.<B>6)</B> apparaissent<B>à</B> la partie frontale<B>17</B> <B>CI</B> de la pièce.
L'enroulement moyen<B>15</B> de la fig. <B>6</B> comprend deux parties<B>139</B> et 143 dont les conducteurs s'éten dent parallèlement<B>à</B> la direction du mouvement relatif entre les pièces 2 et<B>3,</B> cette direction étant indiquée par des flèches 140 le long de l'axe 147 de l'enrou lement<B>15.</B> La partie d'enroulement<B>139</B> comprend deux groupes 141 et 142, une paire de conducteurs ayant la forme d'une épingle<B>à</B> cheveux dans chaque groupe, ces deux groupes 141 et 142 comprenant chacun des conducteurs parallèles connectés en série de manière que l'écoulement du courant se fasse dans des sens opposés dans les conducteurs adja cents, la largeur des conducteurs et l'espacement étant tels (fig. <B>9)
</B> que les conducteurs des groupes 141 et 142 de la partie d'enroulement<B>139</B> (fig. <B>6)</B> sont en quadrature dans l'espace d'un cycle polaire des conducteurs de la pièce fixe associés dans le groupe<B>76</B> de la fig. 4. La partie d'enroulement 143 (fig. <B>6)</B> est semblable<B>à</B> la partie<B>139,</B> étant placée <B>à</B> égale distance du côté opposé de l'axe de l'enrou lement et contenant deux groupes de conducteurs 144 et 145 dont les conducteurs sont en quadrature dans l'espace d'un cycle polaire du groupe<B>78</B> de la fig. 4.
Les groupes 141 et 144 sont connectés addi- tivement par un conducteur de retour<B>135</B> et les groupes 142 et 145 sont connectés additivement par le conducteur de retour 124. En d'autres mots, pour le dispositif de mise en place moyen, la pièce mobile comprend (fig. <B>6)</B> un enroulement élémentaire com portant des bornes 20 et un autre enroulement<B>élé-</B> mentaire comportant des bornes 21.
Ces deux enrou lements élémentaires sont en quadrature dans l'espace par rapport<B>à</B> l'enroulement moyen de la pièce fixe (constitué par les enroulements tels que<B>6'</B> et<B>6</B> des fig. 4 et<B>5),</B> en ce sens que l'onde de couplage de l'en roulement élémentaire de la pièce mobile relié aux bornes 20 relative<B>à</B> l'enroulement moyen de la pièce fixe est déplacée longitudinalement par rapport<B>à</B> la pièce fixe d'un quart du cycle polaire du dispositif moyen par rapport<B>à</B> l'onde de couplage entre l'en roulement élémentaire de la pièce mobile relié aux bornes 21 et l'enroulement moyen de la pièce fixe.
Chacun des enroulements élémentaires reliés aux bornes 20 et 21 comprend deux groupes de conduc teurs, l'un au-dessus et l'autre au-dessous de la ligne centrale 147, ces conducteurs s'étendant parallèle ment<B>à</B> la direction du mouvement relatif et l'écou lement du courant se faisant dans des sens opposés dans les conducteurs adjacents. Ainsi, l'enroulement élémentaire correspondant aux bornes 20 comprend les deux groupes 142 et 145 dont tous les conduc teurs sont connectés pour former un seul circuit série, et l'enroulement élémentaire correspondant aux bor nes 21 comprend les deux groupes 141 et 144 dont tous les conducteurs sont connectés pour former un seul circuit série.
L'enroulement comportant les groupes 141 et 144 est en quadrature d'espace par rapport<B>à</B> l'en roulement comportant les groupes 142 et 145, par suite de la position de ces groupes qui est représen tée<B>à</B> la fig. <B>6.</B>
L'enroulement grossier de la pièce mobile (fig. <B>6)</B> est semblable<B>à</B> l'enroulement moyen<B>15</B> de cette pièce, en ce sens qu'il comprend deux parties 148 et 149 formées de conducteurs parallèles<B>à</B> la direc tion du mouvement relatif entre les pièces 2 et<B>3,</B> cette direction étant indiquée par les flèches 140. Comme décrit en référence<B>à</B> l'enroulement moyen de la pièce mobile, la partie d'enroulement 148 com prend deux groupes<B>150</B> et<B>151</B> de conducteurs en quadrature dans l'espace d'un cycle polaire de ses conducteurs associés dans le groupe<B>93</B> de la fig. 4.
La partie d'enroulement 149 comprend deux groupes <B>152</B> et<B>153</B> de conducteurs en quadrature dans l'es pace d'un cycle polaire des conducteurs de son groupe associé<B>95 de</B> la fig. 4, les conducteurs des groupes<B>150</B> et<B>153</B> étant connectés additivement, de même que les conducteurs des groupes<B>151</B> et<B>152.</B>
La relation de quadrature dans l'espace entre les enroulements élémentaires grossiers 14 de la pièce mobile et l'enroulement associé tel que<B>5</B> de la pièce fixe, sera expliquée en référence<B>à</B> la fig. <B>9,</B> cette explication s'appliquant également<B>à</B> la relation de quadrature entre les enroulements élémentaires moyens<B>15</B> de la pièce mobile et l'enroulement as socié tel que<B>6,</B> la fig. <B>9</B> montrant l'enroulement<B>5</B> de la pièce fixe qui s'étend sur un cycle.
Comme expliqué précédemment, ce cycle unique dans le cas de l'enroulement grossier représente quarante unités de la pièce fixe telle que la pièce 2 de la fig. <B>1</B> et ayant chacune 25,4 cm de longueur pour permettre un déplacement de la partie de la machine de 1016em, tandis que dans le cas de l'enroulement moyen, un cycle complet présente une longueur de 25,4 cm, longueur supposée égale<B>à</B> celle d'une unité de la pièce fixe.
<B>A</B> la fig. <B>9,</B> l'enroulement 154 de la pièce mobile est représenté schématiquement par une simple ligne qui correspond<B>à</B> la ligne centrale des conducteurs dans le groupe 14, et il faut remarquer que la ligne centrale longitudinale du groupe<B>153</B> de la fig. <B>9</B> est centrée sur un intervalle<B>155,</B> tandis que la ligne centrale longitudinale du groupe<B>152</B> est centrée sur un conducteur<B>156,</B> une relation similaire existant entre les conducteurs de la partie d'enroulement 148 de la pièce mobile et l'enroulement<B>93</B> de la pièce fixe, ces relations constituant une quadrature dans l'espace entre les enroulements respectifs des pièces mobile et fixe.
On voit<B>à</B> la fig. <B>9</B> que les enroulements sont divisés en deux parties, une partie supérieure com prenant des conducteurs<B>93</B> et des conducteurs 148 qui constituent deux parties d'enroulements<B>150</B> et <B>151,</B> et une partie inférieure comprenant des con ducteurs<B>95</B> et des conducteurs 149 qui constituent deux parties d'enroulements<B>152</B> et<B>153.</B>
Les parties supérieure et inférieure, prises indivi duellement, sont extrêmement sensibles au déplace ment dans des directions transversales<B>à</B> la direction du déplacement normal des pièces en mouvement re latif. Par exemple, pour un déplacement normal de 2,54em de l'enroulement moyen du transformateur, le signal de sortie produit sera le même qu'avec un déplacement transversal de 0,0254 cm, et pour un déplacement normal de 2,54cm de l'enroulement grossier, on obtient un signal de sortie égal<B>à</B> celui produit par un déplacement transversal de<B>0,0006</B> cm.
Les conducteurs<B>93</B> sont inclinés par rapport<B>à</B> la direction de déplacement normal. Les conducteurs <B>95</B> sont inclinés en sens opposés sur cette direction. En combinant correctement les parties supérieure et inférieure des conducteurs, ces difficultés sont éli minées. Les enroulements des deux parties sont con nectés de telle manière que les signaux sont produits par des tensions additives pour les déplacements normaux et par des tensions soustractives pour les déplacements transversaux.
Par ce moyen, les conducteurs de la fig. <B>9,</B> par exemple, sont rendus insensibles aux mouvements transversaux et par conséquent ne nécessitent pas un guidage rectiligne précis qui serait impossible<B>à</B> obtenir.
Les conducteurs<B>150</B> et<B>153,</B> connectés en série, présentent un couplage maximum avec les enroule ments<B>93</B> et<B>95,</B> tandis que les conducteurs<B>151</B> et <B>152,</B> en série également, présentent un couplage minimuni avec les enroulements<B>93</B> et<B>95.</B> En d'au tres mots, les parties supérieure et inférieure sont toutes deux en position zéro. La position zéro peut être déplacée en changeant l'espacement entre le centre du groupe de conducteurs 148 et le centre du groupe de conducteurs 149.
Par exemple, si on désire déplacer la position zéro vers la gauche de la fig. <B>9,</B> la distance entre les centres des groupes 148 et 149 devra être diminuée de manière correspondante, et pour déplacer de même la position zéro vers la droite, la distance entre les centres des groupes devra être augmentée de ma nière correspondante.
<B>Il</B> est avantageux d'établir le zéro dans une posi tion de recouvrement complet des enroulements fins. Une position de zéro électrique d'un enroulement fin présentant, par exemple, un cycle d'espacement de 2,54 mm se produit tous les<B>1,27</B> mm. Une position de zéro convenable de<B>6,35</B> cm pour tous les enrou lements représentés<B>à</B> la fig. <B>1</B> peut être choisie.
Dans cette position, les enroulements fins sont<B>à</B> zéro, c'est-à-dire qu'un enroulement élémentaire de l'en roulement<B>16</B> de la pièce mobile<B>3</B> présente un cou plage maximum et que l'autre enroulement élémen taire de l'enroulement<B>16</B> présente un couplage mi nimum avec l'enroulement<B>7</B> de la pièce fixe 2. Ues- pacement entre les centres des groupes de conduc teurs pour les deux moitiés supérieure et inférieure des deux enroulements moyens et grossiers, comme décrit plus haut, est choisi de manière que ces en roulements soient aussi en position zéro.
Si l'on désire changer la position de zéro d'une position longitudinale<B>à</B> une autre, on peut le faire au moyen de synchro-trigonomètre ou en changeant les rapports de tension de transformateurs de ré glage.
La fig. <B>7</B> est un schéma des connexions entre trois enroulements grossiers monophasés 164,<B>161</B> et <B>162</B> semblables<B>à</B> l'enroulement grossier<B>5'</B> de la fig. 4, chacun de ces enroulements constituant une fraction d'un cycle polaire,<B>à</B> savoir un quarantième dans un cas typique. La fig. <B>7</B> montre que les con- ducteurs correspondants<B>157, 158</B> et<B>159</B> des enrou lements successifs 164,<B>161</B> et<B>162</B> de la pièce fixe sont pratiquement alignés, chaque conducteur<B>158</B> et <B>159</B> constituant la continuation d'un conducteur cor respondant<B>157</B> et présentant la même pente que ce dernier, le courant s'écoulant dans le même sens dans les trois conducteurs.
Il en est de même pour les autres conducteurs correspondants dans les trois enroulements 164,<B>161</B> et<B>162</B> représentés.<B>Il</B> s'ensuit que l'extrémité gauche<B>160</B> d'un conducteur<B>158</B> d'un groupe<B>161,</B> correspondant<B>à</B> l'enroulement<B>5'</B> de la fig. 4, présente pratiquement le même décalage latéral par rapport<B>à</B> un axe<B>176</B> que l'extrémité droite<B>163</B> du conducteur<B>157</B> correspondant dans le groupe précédent 164. La même relation existe entre les conducteurs d'un groupe quelconque et les conducteurs du groupe précédent.
D'après les explications qui précèdent données en référence<B>à</B> la fig. <B>7,</B> on comprend que si la ma chine comporte quarante pièces fixes portant les en roulements 164,<B>161</B> ou<B>162,</B> elle nécessite la cons truction de quarante pièces différentes parce que le décalage de l'enroulement<B>à</B> partir de l'axe augmente d'une pièce<B>à</B> l'autre afin de conserver une pente constante pour les conducteurs successifs<B>157, 158</B> et<B>159</B> par exemple. On voit<B>à</B> la fig. <B>8</B> qu'il est pos sible de donner aux parties de la machine un dépla cement relatif de<B>1016</B> cm dans le cas envisagé, avec seulement vingt pièces différentes d'une longueur de 25,4 cm.
Un enroulement<B>265</B> (fig. <B>8)</B> comprend un groupe de vingt pièces semblables<B>à</B> la pièce 2 des fi-.<B>1</B> et 2, disposées successivement bout<B>à</B> bout et connectées CI en série. Dans le cas envisagé, avec un demi-cycle polaire,
il est possible d'augmenter ce demi-cycle de tout multiple de '/4o de cycle jusqu'à un demi-cycle supplémentaire pour un groupe<B>267</B> en utilisant comme vingt et unième pièce ou comme pièces subséquentes une ou plusieurs pièces identi ques<B>à</B> la première ou aux premières pièces du groupe <B>265</B> et en renversant la connexion reliant le groupe <B>265 à</B> la pièce ou aux pièces ajoutées au groupe <B>265.</B> Cette inversion de connexion est représentée en <B>268</B> et il faut noter qu'un conducteur<B>269</B> de la fig. <B>8</B> est aligné avec un conducteur<B>270</B> et que le courant s'écoule dans<B>le</B> même sens.<B>Il</B> en est de même pour des conducteurs<B>271</B> et<B>272</B> et pour des
conducteurs <B>273</B> et 274, et encore pour les conducteurs corres pondants de l'autre côté d'un axe<B>275.</B> Par consé quent, si on désire un déplacement de<B>635</B> cm avec des pièces de 25,4 cm de longueur chacune, on peut envisager un déplacement de<B>508</B> cm en logeant vingt pièces représentées par le groupe<B>265</B> de la fig. <B>8,</B> suivies successivement par des pièces identiques aux cinq premières pièces dans le groupe<B>265,</B> les con nexions entre les deux groupes étant inversées comme indiqué en<B>268.
Il</B> est évident que ceci demande un certain nombre de pièces supplémentaires dans le second groupe<B>267,</B> jusqu'à obtenir un demi-cycle supplémentaire dans le second groupe pour faire un cycle polaire complet représenté par la somme des groupes<B>265</B> et<B>267,</B> tout en utilisant seulement le nombre de pièces différentes requis pour un demi- cycle polaire.