Installation de commande à distance, en particulier pour la transmission (le signaux, sur des lignes électriques de transmission d'énergie. L'objet de l'invention est une installation de commande à distance, en particulier pour la transmission de signaux, sur des lignes électriques de transmission d'énergie, carac térisée par la combinaison, d'une part, d'un poste émetteur de signaux comportant des dispositifs électriques propres à créer de faibles variations périodiques de la tension de la ligne, et d'autre part,
d'appareils ré cepteurs pouvant être placés par exemple chez les abonnés d'un réseau de distribution d'énergie, lesdits appareils fonctionnant sous l'effet d'oscillations de résonance mécanique que créent, dans les organes qu'ils compor tent, les variations périodiques de tension émises par le premier poste.
Le dessin annexé représente des formes d'exécution de l'objet de l'invention données à titre d'exemples.
Fig. 1 est le schéma d'un appareil émet teur, tandis que les fig. 2 et 3 sont les sché mas de deux appareils récepteurs. <I>1 </I> Appareil <I>émetteur.</I>
Dans la fig. 1, G est l'induit d'une dynamo suivoltrice-dévoltrice dont 1 est l'enroule- ment inducteur; r et RI sont deux résis tances de réglage d'excitation dont la valeur, pour chacune d'elles, va en augmentant de O à l'infini, de chaque côté de leur point milieu; ce dernier est relié, dans la résis tance h', à un demi-cercle métallique H connecté à l'une des lignes y d'une trans mission d'énergie à courant continu et, dans la résistance Pi', à un second demi-cercle Hl isolé du premier et connecté à la seconde ligne y' de la même transmission.
Les résis tances R et R1 sont reliées, de distance en distance, à des plots métalliques, non figurés sur le schéma, disposés concentriquement aux demi-cercles<I>H</I> et H <I>r</I> et formant avec ces der niers le cadran d'un rhéostat de réglage IL P et Pi sont deux curseurs mécanique ment solidaires mais isolés l'un de l'autre; dans la position dessinée, le curseur P est en contact, d'une part, avec le cercle HI, et d'autre part, avec une pièce métallique, non dessinée, située près du centre 0 du cadran et connectée à l'une des bornes de l'induc teur 1.
Le curseur Pr frotte sur des plots de la résistance 1i et sur une seconde pièce métal lique située également près du centré du cadran et connectée à la seconde borne de l'inducteur.
Les demi-cercles H et El sont connectés aux lignes y et y1, au départ même de la transmission d'énergie en des points<I>a</I> et<I>b,</I> ra étant situé entre ce dit départ et l'induit G de la survoltrice-dévoltrice.
Si, dans le schéma, on suit le sens du courant dans les résistances et dans l'induc teur, pour diverses positions des curseurs, orr voit que, tant que Pl frotte sur les plots reliés à R, se dirigeant vers le milieu de H, le courant inducteur a le sens de la flèche et une valeur croissant de 0 à un maximum, puis décroissant à 0; lorsqu'au contraire il frotte sur les plots de RI, il prend également des valeurs croissantes puis décroissantes, mais en sens inverse. Lorsque les curseurs décrivent un tour sur le cadran, la force électro motrice induite dans G croît donc de 0 à un maximum positif, puis décroît, s'annule, passe par un maximum négatif et revient à 0.
Il est évident que l'on peut choisir d'avance à volonté la forme de la courbe qui représente cette force électromotrice en fonc tion de la position des curseurs, ou, ce qui revient au même, en fonction du temps, en choisissant la valeur des résistances R et RI et la vitesse de translation des curseurs P et Pl; on peut donc faire subir de cette fa çon, à tout le réseau alimenté par les con ducteurs y et y1, un survoltage-dévoltage temporaire, d'amplitude et de périodicité quelconques, pouvant servir à transmettre des signaux à des appareils récepteurs, sim plement en actionnant les curseurs P et PI du cadran, soit à la main, soit mécaniquement.
Pratiquement, le mieux est cependant d'imprimer, pendant toute la période de si gnaux, un mouvement de rotation continu aux curseurs P et PI, cela par exemple au moyen d'un moteur auxiliaire ou du moteur de la survoltrice-dévoltrice, et le circuit in ducteur étant ouvert. La fermeture de ce dernier, obtenue par la manoeuvre d'un in terrupteur d'un type quelconque, à la façon d'un interrupteur pour la télégraphie, pen dant des périodes plus ou moins longues, provoque l'excitation de la sur-voltrice-dévol- trice et, sur le réseau, des variations pério diques de tension constituant les signaux.
<I>2 Appareil</I> récepteur <I>de</I> signaux.
Les fig. 1 et 3 en représentent schéma tiquement deux types différents donnés à titres d'exemples.
Dans la fig. 2, L et Ll désignent les in dex de deux voltmètres mesurant tous deux la tension du réseau en un même point; ces voltmètres peuvent être électromagnétiques ou électro-dynarniques.
Le premier a un index L peu amorti; le second un index Ll très amorti; ces index ont, en régime normal, leurs extrémités en regard, l'index Ll porte un contact élec trique X placé à une distance telle que, sous l'action de la plus forte variation brusque de tension admise sui- le réseau, l'index L n'atteigne pas le contact X.
On choisit, en outre, la période d'oscilla tion de l'index L égale à celle du signal émis par la centrale. Dans ces conditions, si la tension varie lentement les deux volt mètres indiquent la même tension et con servent leurs index en regard; mais si l'on envoie un signal, l'index L entre en résonance et atteint de fortes amplitudes par rapport à l'index Ll qui reste sensiblement à la po sition de tension moyenne.
L'index L finit alors par atteindre le contact X fermant ainsi un circuit pris sur le réseau en 1 et 2, passant par un électro de signal ou relais E, par les index L et Ll, ou tels autres organes qui en sont solidaires, et par le contact Sur le schéma on a représenté, pour plus de clarté, les index dans le prolongement l'un de l'autre. Dans l'exécution on les dis pose de préférence sur un axe géométrique commun, de telle sorte qu'ils puissent osciller dans deux plans parallèles.
Dans la fig. 3, L est également l'index d'un voltmètre mesurant la tension du réseau; X sont deux contacts électriques fixes et E un relais alimenté de la même façon que ci-dessus. La distance qui sépare les contacts X est légèrement supérieure à l'amplitude des plus grands déplacements que peut subir l'index L sous l'effet des variations normales de ten sion dit réseau.
Le circuit est fermé par l'index, ou par une pièce reliée électriquement au réseau qui en soit solidaire, dès que l'index entre en résonance sous l'effet des signaux émis.
Pour l'exécution de ces appareils récep teurs on emploie de préférence des voltmètres à gravité du type courant à noyau plongeant dans une bobine, sur l'axe du système oscillant desquels sont calées deux tiges fi letées sur lesquelles on peut déplacer des masses de réglage.
A cet ensemble bien connu on adjoint une troisième tige filetée, calée dans une po sition quelconque sur l'axe du système oscillant, s'étendant normalement à cet axe et de part et d'autre de celui-ci. Deux pe tites masses égales peuvent être déplacées sur cette troisième tige, à (les distances égales de l'axe. On peut régler ainsi la pé riode d'oscillation propre du système oscillant du voltmètre. On supprimera dans ces volt mètres tout organe amortisseur, le peu d'amortissement qu'on leur attribue étant uni quement dû aux frottements dans l'air.
Enfin les bornes 1 et 2 peuvent être connectées à une source d'électricité indépen dante du réseau, ou seulement sur une partie (le la tension totale de ce dernier.
On peut constituer les signaux par quelques courants brefs et rapprochés, traversant l'électro R, et les appliquer à la commande à distance en général, par exemple la transmission de l'heure, au moyen d'une horloge mère, à la télégraphie, la tari fication mobile de l'énergie, etc., en utilisant les réseaux existants et sans en gêner le fonctionnement.
Dans l'exemple choisi on a supposé que le survoltage-dévoltage de la ligne était obtenu au moyen d'une survoltrice-dévoltrice spécialement attribuée à cette fonction. Fré quemment, cependant, les réseaux de distri bution comportent semblables machines pour le réglage de la tension aux extrémités de la ligne; dans ce cas, les rhéostats R et RI que comporte l'invention peuvent être brart- chés en parallèle avec les rhéostats existants ou avec une résistance fixe.
On pourrait encore, si l'installation ne comporte pas de survoltrice-dévoltrice, com biner R et PLI avec le circuit d'excitation de la ou des dynamos, en multipliant au besoin le nombre de cadrans pour signaux et en rendant tous leurs curseurs mécaniquement solidaires.
Sur des réseaux à courant alternatifs, la tension auxiliaire pour le survoltage-dévoltage peut être fournie par un transformateur dont l'enroulement à faible tension (secondaire) est connecté en série avec la ligne, tout comme l'induit C sur le schéma, fig. 1, et dont le primaire est sectionné et relié, à chacune de ses sections, aux plots d'un cadran. dont les manettes sont commandées comme ci-dessus.
On donnera cependant la préférence, dans ce même cas, à un survolteur-dévolteur affec tant la forme bien connue du régulateur d'induction; ce dernier possède, (somme on le sait, les noaux et le bobinage d''un moteur asyrrchrône <B>à'</B> induit bobiné, le rotor étant généralement disposé de manière qu'il ne puisse tourner que d'une fraction de tour; les enroulements du stator sont branchés en . dérivation sur le réseau et ceux du rotor en série avec la ou les lignes qu'il comporte. Les tensions induites dans lesdits enroule ments rotoriques s'additionnent géométrique ment à celles de la ligne.
Ces tensions, si le bobinage est simple, sont fortement décalées, ce qui est un inconvénient; mais des dispo sitifs à double rotor, bien connus, permettent d'obtenir des tensions restant en phase avec celle du réseau.
Dans l'exécution de l'invention on impri mera de préférence, au double rotor un mou vement continu de rotation et cela à une vitesse différente de la vitesse de synchro nisme. On pourra choisir une vitesse de ro tation ayant un rapport invariable avec la vitesse de synchronisme, ce qui peut être facilement réalisé en actionnant le double rotor par un moteur synchrône par l'entre mise d'engrenages démultiplicateurs..
L'emploi de moteurs synchrônes dans ce but permet, en outre, de faire marcher en synchronisme deux appareils émetteurs ins tallés dans deux centrales différentes, par exemple, qui débitent sur le même réseau.
L't@mission de signaux au moyen du sur volteur-dévolteur à induction qui vient d'être décrit peut s'obtenir par fermeture et ouver ture du circuit du stator au moyen d'rrrr in terrupteur brusque ou à résistance décroissante. La fréquence du signal est fonction de la vitesse du rotor double.
-Une variante de ce même mode d'émis sion de signaux est la suivante Si la ligne est à courant triphasés, au lieu de faire varier simultanément les ten sions efficaces sur les trois phases, on peut faire en sorte que les variations de tensions efficaces constituent sur les trois phases titi système sinusoïdal triphasé; il suffit pour cela de caler les arbres de commande de trois survolteurs-dévolteurs monophasés iden tiques suivant des angles déterminés, le sys tème mobile de l'ensemble étant animé d'un mouvement de rotation à vitesse constante déterminée;
on petit employer par exemple trois régulateurs d'induction monophasés à rotor simple calés sur le même arbre et dis posés à 1\30 les tins des autres.
Si le système est diphasé ou à courant continu à deux ponts, on peut constituer le signal par des variations sinusoïdales de tension et) opposition de phase sur chaque phase ou pont, air moyen de deux survol- teurs-d6volteurs actionnés comme il a été dit ci-dessus.
Dans un tel mode d'émission l'énergie distribuée sur le réseau restant constante les perturbations mécaniques sur les masses tournantes de la centrale et du réseau sont pratiquement nulles.
Voici enfin la description donnée à titre d'exemple de variantes d'appareils récepteurs de signaux A. La disposition ,générale est celle qrr'irr- dique la fig. 2 du dessin: l'index L' n'est cependant pas amorti et possède une période d'oscillation assez différente de celle de l'in dex L. Le fonctionnement de ce récepteur est le même que celui quia été décrit plus haut.
b'. La disposition générale est encore la monte que celle de fig. 2, mais<I>L</I> et<I>L'</I> possèdent des périodes propres assez voisines et un amortissement faible, et la période du signal est la moyenne des périodes propres des index. Le fonctionnement est encore le même que ci-dessus.
Le genre d'appareils récepteurs représentés par la fig. 2 est désigné par "différentiel voltnrètrique à résonance\. Ces appareils sont insensibles, non seulement à la plus forte va riation brusque prévue, niais aussi aux variations lentes de tensions, 'el qule qu'en soit l'ampli tude, et sont, par ce fait, supérieurs aux autres genres.
Dans le cas particulier où l'on émet un signal polyphasé et où l'on dispose chez l'abonné de tous les fils de distribution, on petit employer le récepteur différentiel suivant: On dispose deux voltmètres identiques non amortis dont la, fréquence propre est égale à celle du signal polyphasé. Si le sys tème est triphasé, on les branche sur deux des ponts du système ou sur deux branches de l'étoile si l'on a constitué un point neutre.
Si le système est diphasé ou à courant continu à deux ponts, on les branche sur les deux phases ou ponts semblables.
Puis on rend solidaires les axes de ces deux voltmètres disposés suivant la même ligne droite, de façon à opposer les couples agissant isolément sur les axes.
De cette solidarité résulte qu'on n'aura pratiquement qu'un seul index, qu'un seul poids ou ressort spiral antagoniste et qu'un seul système de réglage de l'inertie. Quand un signal est émis par la centrale, ce sys tème oscillant subit titi couple différentiel sinusoïdal; ce système entre en résonance, atteint de fortes amplitudes d'oscillation et heurte finalement un contact fixe fermant le courant de signal sur un électro E.
La propriété fort intéressante de ce ré cepteur est qu'il est insensible aux variations de tension ayant lieu simultanément sur les phases ou ponts l'alimentant, en particulier sur toutes les phases ou ponts. Or, ces va riations sont précisément la totalité des varia tions de tension notables résultant du fonc tionnement normal du réseau.
Dans le cas du courant continu à deux ponts l'effet différentiel peut être obtenu plus simplement en opposant non pas les couples de deux voltmètres, niais les champs créés par deux enroulements voltmétriques super posés identiques et' distincts, branchés res- peetivement sur chaque pont; le champ ré sultant agit alors sur un système oscillant simple de voltmètre non amorti et de fré quence propre égale à celle du signal émis par la centrale.
Dans les récepteurs différentiels à deux index on peut aimanter légèrement les extré mités en regard des index des voltmètres (ces extrémités étant fort rapprochées) de façon à ce que le différentiel rie démarre qu'à partir d'une amplitude de variation de tension donnée, fraction de l'amplitude de variation constituant le signal.