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Dispositif régluateur permettant d'amener une grandeur variable à une valeur comprise dans une plage de tolérances désirée, à l'aide d'un moteur électriaue.
L'invention concerne un dispositif régulateur permet- tant d'amener une grandeur variable à une valeur comprise dans une plage de tolérances désirée, à l'aide d'un moteur électrique qu'une grandeur de commande règle d'une façon telle qu'en deçà d'une valeur de seuil déterminée de cette tolérance, le moteur est arrêts',, et qu'un écart dans un sens ou dans l'autre par rapport à cette valeur de seuil, provooue une excitation du moteur telle qu'il tourne soit dans un sens, soit dans l'autre, puis une excitation de sens contraire à la première. Un tel dispositif régulateur est connu, par exemple, dans les appareils
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de T.S.F, à accord par bouton poussoir.
Le moteur y est relié à la source de courant, par l'intermédiaire d'un tambour à contacts comportant deux segments de contact isolés l'un de l'autre per- mettant d'obtenir les deux sens de rotation du moteur. Lorsque, par l'enfoncement du bouton poussoir, on déplace le tambour à contacts, le moteur tourne, par exemple, vers la droite, et dé- place l'aiguille du cadran.- les condensateurs d'accord et ledit tambour à contacts. Le moteur poursuit sa rotation jusqu'au moment où une bande isolante comprise entre les deux segments contact est atteinte, moment auquel le moteur n'est plus entraîné.
Par suite de l'énergie cinétiaue accumulée et de la masse des parties en rotation, le moteur poursuit néanmoins sa rotation jusqu'au delà de la bande isolante et le contact élec- trique est établi avec l'autre segment de contact, ce oui pro- voque l'excitation du moteur en sens inverse, la rotation du moteur en sens contraire et une nouvelle mise hors circuit par la bande isolante. Des moyens spéciaux (un volant à accou- plement par friction sur l'arbre du moteur) sont utilisés pour limiter la vitesse de rotation dans le sens opposé et le moteur s'arrête encore tout juste sur la bande isolante, de sorte due la grandeur variable, par exemple l'aiguille du cadran et le conden- sateur variable, sont réglés sur une valeur comprise dans la plage des tolérances désirée (voir le brevet allemand n 713.197).
Toutefois pour certaines applications un tel système régulateur ne convient pas tout d'abord parce que le temps né- cessaire pour arrêter finalement le moteur au point désiré (la bande isolante) est souvent trop long et de plus, il peut être nécessaire de choisir la bande isolante assez large, car l'accou- plement à friction entre le volant et le moteur n'assure pas toujours une force de frottement constante; en outre, il faut prévoir une marge pour la course d'arrêt du moteur. La vitesse et/ou la précision du réglage laissent alors à désirer.
Suivant l'invention, on peut obvier à ces inconvénients,
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par le fait que le moteur est mis hors circuit avant que la valeur désirée de la grandeur variable ne soit atteinte et que ce moteur est excité en sens opposé pendant un temps prédéterminé tel qu'après ce temps, le moteur s'arrête à un instant tel que la valeur comprise dans la plage de tolérances désirée soit juste atteinte.
Contrairement au dispositif connu, la plage de tolé- rances n'est donc pas dépassée, ce qui favorise un réglage rapide.
L'instant précité de mise hors circuit du moteur doit être judicieusement choisi, en relation avec le temps nécessaire pour lancer dans le moteur un contre-courant d'intensité prédé- terminée, de façon à assurer un freinage tel que le moteur s'ar- réte à l'instant voulu. Ceci est en relation entre autres avec le moment d'inertie et la vitesse de rotation du moteur au moment de la mise hors circuit ce Qui, à son tour, dépend de la sensibi- lité de la commande du moteur. Ceci implique que lorsque le moteur n'est mis en circuit et entraîné que dans le cas d'un grand écart par rapport à la valeur normale de la grandeur de commande, le moteur doit être entraîné pendant un temps assez long (et atteindra donc sa valeur de régime) avant qu'il n'arrive dans le voisinage de la position désirée pour l'arrêt.
Pour obtenir un réglage aussi rapide et aussi sensible que possible, il est donc recommandable:
1 d'exciter et d'entraîner le moteur pour une déviation aussi petite que possible de la valeur normale de la grandeur de commande;
2 de choisir, pour le temps compris entre 1'instant de la mise hors circuit et l'instant de la remise en circuit du cou- rant inverse, une valeur aussi petite que possible;
3) de permettre un réglage aussi précis que possible du temps prédéterminé pendant lequel le contre-courant est lancé dans le moteur.
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De cette façon, on peut faire en sorte que la plage de tolérances, dans laouelle doit être réglée la valeur désirée de la grandeur variable, soit assez étroite.
La grandeur variable, qui doit être réglée peut, mais ne doit pas, être la même que la grandeur de commande du moteur.
Dans le dispositif régulateur décrit ci-dessus conforme à l'invention, le moteur ne peut être arrêté qu'après l'inversion de l'excitation et éventuellement du sens de rotation du moteur par le contre-courant.
Suivant une autre particularité de l'invention, on peut encore augmenter la vitesse et la précision du réglage en choisissant le temps prédéterminé, pendant lecuel le moteur est excité en sens opposée de façon que la fin de ce temps coïncide pratiquement avec l'instant d'arrêt du moteur. Ceci implique que le moteur dont le sens de rotation ne change pas est freiné jusqu'au dernier moment et n'a donc pas de course libre (sans excitation), course libre qui entraîne nécessairement une perte de temps.
De préférence, le temps prédéterminé de contre-courant est fixé par retard d'un relais de préférence électromagnétique, par exemple le retard au temps de déclenchement, oui peut être réglé avec la. précision nécessaire.
L'invention convient particulièrement bien au réglage précis en téléphonie automatique pour adapter les répétiteurs à un amortissement'variable des lignes lors d'une variation de la tem- pérature ambiante.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, parti: de ladite invention.
Sur la Fig. 1, un générateur à courant alternatif 1 est branché sur le secteur 2 dont la tension doit être maintenue
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constante. La tension est appliquée au dispositif 3 qui com- porte un pont électrique connu.
Si la tension du secteur a la valeur désirée,, le pont est en équilibre et les tubes à vide poussé 4 et 5, dont les circuits de grille 6 et 7 sont commandés par le dispositif 3, ne sont pas le siège de courant. Dans le circuit anodique du tube 4 est inséré un relais électromagnétioue B, et dans le circuit ano- dique du tube 5, un relais électromagnétique A. Dans la partie commune des circuits anodiques, se trouvent un relais électroma- gnétique C et une source de tension anodique 8. Les contacts de relais A, B et C sont indioués respectivement par a, b, c.
A l'état normale les enroulements d'excitation des relais A et B sont courtcircuités par deux contacts c du relais C. Les autres contacts a, b, et ± sont insérés dans le câblage du moteur 9, qui comporte deux enroulements 10 et 11 respectivement pour la rota- tion vers la gauche ou vers la droite. Lorsque les deux enroule- ments 10 et Il sont excités simultanément, le moteur est arrêté sous l'effet des champs opposés. Lorsqu'on désire utiliser un moteur à condensateur, les condensateurs peuvent être insérés dans le montage aux endroits indiqués en pointillés. Tous les contacts a, b et c sont représentés dans la position qu'ils occupent lors- oue les relais A, B et C ne sont pas excités.
Le pont électrique que comporte le dispositif 3 est réalisé d'une façon telle que lorsque la tension du secteur dépasse la zone de tolérance désirée, une tension de commande est appliquée au circuit de grille 6, alors que, lorsaue la tension du secteur est située en deçà de cette zone, une tension de commande est appliquée au circuit de grille 7.
Lorsoue, dans le cas d'un écart de la tension du sec- teur, le tube 4 par exemple devient conducteur, le relais C est excité, ce oui provoque l'ouverture des contacts c qui shuntent A et B tandis que le troisième contact c s'inverse vers la droite et ferme ainsi le contact de droite. Ensuite, le relais @
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B est excité par le courant anodique du tube 4, ce qui provooue la fermeture des deux contacts b. De ce fait, l'enroulement 10 est court-circuité par l'intermédiaire du contact de droite c et du contact de gauche b, de sorte que seul l'enroulement 11 est excité.
Le moteur se met en marche et déplace ainsi, par exemple, une ré- sistance insérée dans le circuit de l'enroulement de champ 12 du générateur 1, ce qui provoque une baisse de la tension du géné- rateur. Par contre, lorsque la tension du secteur est trop basse, le tube 5 est le siège de courant et les contacts a du relais A sont excités, ce qui provoque le court-circuit de l'en- roulement 11 et l'entraînement du moteur, par l'enroulement 10, dans le sens opposé. Lorsque la. valeur désirée de la tension du secteur est presqu'atteinte, l'intensité du courant anodioue du tube 4 est tombée à une valeur telle que le relais C déclenche, ce qui provooue le court-circuit des relais A et B. Le troisième contact c retourne alors dans la position de gauche.
Un choix judicieux du temps de déclenchement des relais A et B permet de faire en sorte que le relais excité A ou B reste encore enclenché pendant un certain temps, de sorte que les contacts a ou b res- tent encore fermés. Par suite de l'inversion du troisième con- tact 3, le moteur qui poursuit sa rotation sous l'effet de son inertie, est excité en sens inverse et est doncfreiné. Ces faits sont représentés schématiquement sur la fig. 2. Dans le cas d'un écart indésirable, le moteur sera excité, par exemple au point 13 et tournera pendant le trajet 14. La zone de tolérance désirée, dans laouelle le moteur doit s'arrêter pour assurer le réglage voulu, est indiquée par 15.
A l'instant 16, le relais C déclenche de sorte qu'un contre-courant est lancé dans le moteur pendant le trajet 17. Au point 18, le sens de rotation du moteur s'in- verse, tandis qu'au moment 19, le relais B déclenche, après quoi le moteur non excité et tournant à vitesse lente, poursuit sa rotation jusqu'au point 20 dans la zone désirée 15.
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Le réglage peut aussi être effectué (voir partie infé- rieure de la figure) de façon que le moteur soit entrainé de l'instant 21 à l'instant 20, après quoi on lance un contre-courant jusqu'à l'instant 19, c'est-à-dire l'instant auquel le moteur doit être arrête. Dans ce cas, le sens de rotation du moteur ne varie pas, ce aui permet d'obtenir un réglage très rapide et précis.
Le câblage du moteur 9 dans la partie de droite de la fig. 1 peut aussi être réalisé de la façon représentée sur la fig. 3. Le nombre de contacts mobiles a, b,c n'est que de quatre alors que sur la fig. 1, il est de cinq. Lorsque le relais C est excité, les deux contacts mobiles c, occupent la position inférieure. Lorsqu'ensuite, le relais B est excité, le contact b se ferme et l'enroulement 10 est court-circuité, de sorte que le moteur tourne par excitation de l'enroulement 11. Lorsque le relais C déclenche par la suite, ce qui ramené les contacts c dans la position supérieure, l'enroulement 11 est court-ciructité et un contre-courant est lancé dans le moteur jusqu'aumoment où le relais B déclenche.
Les temps de déclenchement du relais peuvent être réduits de façon connue, par exemple à l'aide de résistances variables, suivant les conditions imposées.
La fig. 4 montre un dispositif pour le réglage auto- matioue des montages de téléphonie par câble. Les communications entrent par les transformateurs 23 et 24 et sont transmises, par l'intermédiaire des lignes 25 et 26 vers les transformateurs 27 et 28 et de là, par l'intermédiaire des répéteurs 29 et 30. Les prise- médianes des enroulements secondaires des transformateurs 23 et 24 sont interconnectées, tandis que les prises médianes des enrou- lements primaires des transformateurs 27 et 28 sont reliées à l'appareil de commande 3 et forment une boucle de mesure.
Lorsque la température ambiante varier l'amortissement des lignes 25 et 26 varie aussi, ce qui nécessite le réglage des @
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répéteurs 29 et 30 pour assurer leur adaptation. L'amortisse- ment variable provoque aussi une variation de l'impédance de la boucle de mesure conjuguée avec l'appareil de commande 3 ce oui, tout cornue sur la fig. l, provoque la rotation du moteur dans un sens ou dans l'autre. Cette rotation entraîne la variation d'un organe de réglage., par exemple une résistance dans le re- dresseur 31, ce qui provoque une variation de la tension con- tinue fournie qui est transmise, par les doubles lignes 32 et 33, tant aux répéteurs 29 et 30 qu'au dispositif de commande 3.
De ce fait, d'une part, les répéteurs sont réglés et adaptés à l'amor- tissement variable, tandis que d'autre part, le dispositif 3 est réglé de façon que le pont reprenne son équilibre et que les tubes et 5 (voir Fig. 1) ne soient plus le siège de courant.
Cet agencement pernet de compenser en quelques secondes une variation de la transmission due à une variation, de par exemple un demi-degré de la température ambiante et de plus toutes les autres varia.tions de la tension continue de 31, par exemple par suite de variations de la tension du secteur ou de la charge lors de la mise en circuit ou de la mise hors circuit de répéteurs de lignes, seront corrigées automatiquement.
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Regulating device making it possible to bring a variable quantity to a value within a desired tolerance range, using an electric motor.
The invention relates to a regulating device for bringing a variable quantity to a value within a desired tolerance range, using an electric motor which a control quantity regulates in such a way that below a determined threshold value of this tolerance, the motor is stopped ',, and a deviation in one direction or the other with respect to this threshold value, causes the motor to be excited such that turns either in one direction or the other, then an excitation in the opposite direction to the first. Such a regulating device is known, for example, in devices
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T.S.F, tuned by push button.
The motor is connected there to the current source, by means of a contact drum comprising two contact segments insulated from one another making it possible to obtain the two directions of rotation of the motor. When, by depressing the push button, the contact drum is moved, the motor rotates, for example, to the right, and moves the needle of the dial - the tuning capacitors and said contact drum. The motor continues to rotate until an insulating strip between the two contact segments is reached, at which time the motor is no longer driven.
As a result of the kinetic energy accumulated and of the mass of the rotating parts, the motor nevertheless continues its rotation until beyond the insulating strip and electrical contact is established with the other contact segment, this yes pro - refers to excitation of the motor in the opposite direction, rotation of the motor in the opposite direction and a new switch-off by the insulating strip. Special means (a flywheel with friction coupling on the motor shaft) are used to limit the speed of rotation in the opposite direction and the motor still just stops on the insulating strip, so due to the size variable, eg the dial hand and variable capacitor, are set to a value within the desired tolerance range (see German Patent No. 713,197).
However, for some applications such a regulating system is not suitable firstly because the time required to finally stop the motor at the desired point (the insulating strip) is often too long and moreover, it may be necessary to choose the sufficiently wide insulating strip, since the friction coupling between the flywheel and the engine does not always ensure a constant frictional force; in addition, a margin must be provided for the stopping stroke of the engine. The speed and / or the precision of the adjustment then leave much to be desired.
According to the invention, these drawbacks can be avoided,
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by the fact that the motor is switched off before the desired value of the variable quantity is reached and that this motor is energized in the opposite direction for a predetermined time such that after this time the motor stops at an instant such that the value within the desired tolerance range is just reached.
Unlike the known device, the range of tolerances is therefore not exceeded, which promotes rapid adjustment.
The aforementioned instant of switching off the motor must be judiciously chosen, in relation to the time necessary to initiate a counter-current of predetermined intensity in the motor, so as to ensure braking such that the motor stops. - rete at the desired time. This is related among other things to the moment of inertia and the rotational speed of the motor at the moment of switching off which, in turn, depends on the sensitivity of the motor control. This implies that when the motor is only switched on and driven in the case of a large deviation from the normal value of the actuating variable, the motor must be driven for a fairly long time (and will therefore reach its speed value) before it arrives in the vicinity of the desired stop position.
To obtain an adjustment as fast and as sensitive as possible, it is therefore recommended:
1 to energize and drive the motor for as small a deviation as possible from the normal value of the actuating variable;
2 to choose, for the time between the instant of switching off and the instant of switching the reverse current back on, a value as small as possible;
3) to allow as precise an adjustment as possible of the predetermined time during which the counter-current is launched in the motor.
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In this way, it is possible to ensure that the range of tolerances, in which the desired value of the variable quantity is to be set, is quite narrow.
The variable variable, which has to be set, can, but need not, be the same as the motor control variable.
In the regulator device described above in accordance with the invention, the motor can only be stopped after the excitation and possibly the direction of rotation of the motor by the counter-current have been reversed.
According to another feature of the invention, the speed and precision of the adjustment can be further increased by choosing the predetermined time, during which the motor is excited in the opposite direction so that the end of this time practically coincides with the instant of stopping the engine. This implies that the motor whose direction of rotation does not change is braked until the last moment and therefore has no free travel (without excitation), free travel which necessarily leads to a loss of time.
Preferably, the predetermined counter-current time is set by delay of a preferably electromagnetic relay, for example the delay at the trip time, yes can be set with the. precision required.
The invention is particularly suitable for precise adjustment in automatic telephony to adapt repeaters to varying damping of the lines during a variation in ambient temperature.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course being taken from: said invention.
In Fig. 1, an alternating current generator 1 is connected to the mains 2 whose voltage must be maintained
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constant. Voltage is applied to device 3 which comprises a known electrical bridge.
If the mains voltage has the desired value, the bridge is in equilibrium and the high vacuum tubes 4 and 5, of which the grid circuits 6 and 7 are controlled by the device 3, are not the seat of current. In the anode circuit of tube 4 is inserted an electromagnetic relay B, and in the anode circuit of tube 5, an electromagnetic relay A. In the common part of the anode circuits, there is an electromagnetic relay C and a source of anode voltage 8. Relay contacts A, B and C are inducted respectively by a, b, c.
In the normal state, the excitation windings of relays A and B are short-circuited by two contacts c of relay C. The other contacts a, b, and ± are inserted in the wiring of motor 9, which has two windings 10 and 11 respectively for left or right rotation. When the two windings 10 and II are energized simultaneously, the motor is stopped under the effect of the opposing fields. When it is desired to use a capacitor motor, the capacitors can be inserted in the assembly at the places indicated in dotted lines. All contacts a, b and c are shown in the position they occupy when relays A, B and C are not energized.
The electrical bridge that the device 3 comprises is made in such a way that when the mains voltage exceeds the desired tolerance zone, a control voltage is applied to the gate circuit 6, while, when the mains voltage is located below this zone, a control voltage is applied to gate circuit 7.
When, in the event of a mains voltage deviation, tube 4 for example becomes conductive, relay C is energized, this yes causes the opening of the contacts c which shunt A and B while the third contact c reverses to the right and thus closes the right contact. Then the relay @
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B is excited by the anode current from tube 4, which causes the two contacts b to close. Therefore, the winding 10 is short-circuited through the right contact c and the left contact b, so that only the winding 11 is energized.
The motor is started and thus displaces, for example, a resistor inserted in the circuit of the field winding 12 of generator 1, which causes a drop in the voltage of the generator. On the other hand, when the mains voltage is too low, the tube 5 is the seat of the current and the contacts a of the relay A are energized, which causes the short-circuit of the winding 11 and the motor drive. , by winding 10, in the opposite direction. When the. desired value of the mains voltage is almost reached, the anode current of tube 4 has fallen to a value such that the relay C trips, which causes the short-circuit of the relays A and B. The third contact c then returns to the left position.
A judicious choice of the tripping time of relays A and B makes it possible to ensure that the energized relay A or B still remains activated for a certain time, so that contacts a or b still remain closed. As a result of the inversion of the third contact 3, the motor which continues to rotate under the effect of its inertia, is excited in the opposite direction and is therefore braked. These facts are shown schematically in fig. 2. In the event of an undesirable deviation, the motor will be energized, for example at point 13 and will run during trip 14. The desired tolerance zone, in which the motor must stop to ensure the desired setting, is indicated. by 15.
At time 16, relay C trips so that a counter-current is started in the motor during trip 17. At point 18, the direction of rotation of the motor is reversed, while at time 19 , relay B trips, after which the non-energized motor running at low speed continues its rotation up to point 20 in the desired zone 15.
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The adjustment can also be made (see lower part of the figure) so that the motor is driven from time 21 to time 20, after which a counter-current is started up to time 19, that is, the instant at which the motor should be stopped. In this case, the direction of rotation of the motor does not vary, which allows very fast and precise adjustment to be obtained.
The motor wiring 9 in the right part of fig. 1 can also be produced as shown in FIG. 3. The number of movable contacts a, b, c is only four whereas in fig. 1, it is five. When relay C is energized, the two movable contacts c occupy the lower position. When the relay B is then energized, the contact b closes and the winding 10 is short-circuited, so that the motor turns by energizing the winding 11. When the relay C subsequently trips, which returned the contacts c to the upper position, the winding 11 is short-circuited and a counter-current is started in the motor until the moment when the relay B trips.
The relay tripping times can be reduced in a known manner, for example using variable resistors, depending on the conditions imposed.
Fig. 4 shows a device for the automatic adjustment of cable telephony arrangements. Communications enter through transformers 23 and 24 and are transmitted through lines 25 and 26 to transformers 27 and 28 and from there through repeaters 29 and 30. The mid-taps of the secondary windings of the transformers 23 and 24 are interconnected, while the center taps of the primary windings of transformers 27 and 28 are connected to the control device 3 and form a measuring loop.
When the ambient temperature varies, the damping of lines 25 and 26 also varies, which requires the adjustment of @
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repeaters 29 and 30 to ensure their adaptation. The variable damping also causes a variation in the impedance of the measurement loop combined with the control unit 3, yes, all retort in FIG. l, causes the motor to rotate in one direction or the other. This rotation causes the variation of an adjustment member, for example a resistance in the rectifier 31, which causes a variation of the continuous voltage supplied which is transmitted, by the double lines 32 and 33, to both repeaters 29 and 30 than the control device 3.
Therefore, on the one hand, the repeaters are adjusted and adapted to the variable damping, while on the other hand, the device 3 is adjusted so that the bridge regains its equilibrium and the tubes and 5 ( see Fig. 1) are no longer the current seat.
This arrangement makes it possible to compensate in a few seconds a variation in the transmission due to a variation, for example of half a degree of the ambient temperature and moreover all the other variations of the DC voltage of 31, for example as a result of Mains voltage or load variations when switching line repeaters on or off will be corrected automatically.
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