Brevet FR2184963A1 — publié le 19731228

La présente invention concerne un dispositif d'étahlissement de la somme ou de la différence des vitesses de rotation de deux arbres. L'établissement d'une somme ou d'une différence, en tant qu'opération arithmétique, peut se faire au moyen de dispositifs mécaniques, électriques ou électroniques. Les inconvénients des dispositifs mécaniques, tels que des dispositifs à différentiel, proviennent du couplage mécanique des deux arbres et du fait qu'aux grandes vitesses de rotation des deux arbres, le mécanisme à différentiel doit être bien équilibré et les deux arbres être bien alignés. Les dispositifs électriques manquent de précision pour les opérations d'addition ou de soustraction de grande exactitude ; dans les mimes conditions, les dispositifs purement électroniques sont compliqués et coflteux. La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif exempt des inconvénients mentionnés ci-dessus, simple et rapide à installer, et facilement adaptable à n'importe quel genre d'application. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par un dispositif dans lequel un premier arbre porte un élément de couplage optique du genre dune barrière lumineuse (se composant d'un élément émetteur et d'un élément récepteur), ou lui est joint de façon non rotative, tandis qu'un second arbre porte un disque occulteur à échancrv:es régulièrement réparties à sa périphérie pour interrompre rythmiquement ladite barrière lumineuse. Un tel dispositif permet de déterminer la somme ou la différence des vitesses de rotation selon que les deux arbres tournent dans le méme sens ou en sens contraire. Outre l'indicacion de la somme ou de la différence de vitesse de rotation ou de frésience, l'invention donne également une indication du sens de rotation si le premier arbre comporte deux éléments de couplage optique disposés l'un par rapport à l'autre de façon que les eux séries dtimpuns.ons produites par l'interruption des retors lumineux des deux barrie rays soient dephasées d'environ 90tf On pourra déterminer, dans ce cas. le disque occulteur tourne plus ou moins vite que la barrière lumineuse, à condition que l'on connaisse le sens de rotation. Dans la plupart des cas, par exemple pour les opéra- tions de reglage, l'indication de la valeur et du sens de la différence (plus rarement de la somme) des deux vitesses de rota- tion suffira. Si l'on doit en outre connattre ou régler la vitesse de rotation d'un arbre, l'invention prévoit qu'un élément fixe de couplage sera disposé de façon à pouvoir déterminer, conjointement avec le disque occulteur du second arbre ou avec un disque occulteur correspondant sur le premier arbre, la vitesse de rotation du premier ou du second arbre. Il pourra être éventuellement nécessaire de prévoir des dispositifs indiquant le sens de rotation du premier et/ou du second arbres. Conformément à l'invention, l'alimentation en énergie et la collection des impulsions se fera au moyen de bagues de contact et de balais. Outre les éléments de couplage optiques, l'invention prévoit d'utiliser, avec un égal succès, des éléments de couplage magnétiques ou inductifs basés sur la technique des fréquences porteuses. Le dispositif selon l'invention est particulièrement approprié à la commande de la fréquence du rotor des machines électriques asynchrones alimentées par mutateur. Son application est particulièrement avantageuse sur les machines asynchrones à rendement enlevé, du fait de l'existence d'un découplage parfait entre la ttor à vitesse de rotation élevée et ltélément de couplage o > Tique, magnétique ou inductif, à vitesse de rotation très faible . ans une machine asynchrone, le rendement élevé est asso- cié à une faible fréquence du rotor.Dans la commande de la fréquence de glissement, cette fréquence du rotor doit être ajoutée à la fréquence du mouvement de rotation de façon que, pour un choix approprié du nombre de dents, la fréquence de sortie puisse titre inspectée directement dans le mutateur comme fréquence de stator. Comme la fréquence du mouvement de rotation et la fréquen ce de rotor peuvent différer l'une de l'autre selon des rapports de 100 à 1000, l'emploi du dispositif selon l'invention pressente des avantages particuliers. L'invention peut également s'appliquer à l'entrainement des moteurs de véhicules électriques, comme différentiel électrique, ainsi qu'à la commande de moteurs synchrones fonctionnant à des vitesses de rotation définies mais différentes et voisines, tels que dans les laminoirs à trains multiples. Le dessin annexé représente schématiquement un exemple non limitatif de réalisation de l'invention. Un disque denté 2, dont les dents sont disposées en créneaux, est monté sur l'arbre 1. Un second arbre 3 est monté coaxialement à l'arbre 1. Un disque 4, portant un élément 5 de couplage optique, est fixé sur ce second arbre 3. A l'arbre 3 sont également fixées des bagues de contact 6, sur lesquelles frottent des balais 7 fixés au boîtier, non représenté, et auxquels aboutissent des conducteurs électriques. L'élément de couplage optique 5, constitué par un élément émetteur de lumière et par un élément photosensible, entoure le disque denté 2 de façon que, selon la position des dents, l'élément photosensible sera éclairé ou occulté. Si donc l'arbre 1 est entraîné à une vitesse angulairetJ1 et l'arbre 3 à une vitesse angulaire02' il se produit, pendant l'interruption du rayon lumineux, un train d'impulsions de fréquence Wq représentant la somme de W1 et W2 si les deux arbres tournent en sens contraire, ou leur différence si les deux arbres tournent dans le même sens. Le train d'impulsions W3 peut être capté sur la bague de contact jointe à l'élément de couplage 5, par le balai correspondant. RE-GEX At=ClJS 1. Dispositif d'établissement de la somme ou de la différence des vitesses de rotation de deux arbres, caractérisé en ce qu'il comporte un premier arbre portant un élément de couplage optique du genre d'une barrière lumineuse, composé d'un élément émetteur et d'un élément récepteur) ou lui est joint de façon non rotative, et un second arbre portant un disque occulteur à échancrures régulièrement réparties à sa périphérie pour interrompre rythmiquement ladite barrière lumineuse. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier arbre comporte deux éléments de couplage optique disposés l'un par rapport à l'autre de façon que les deux séries d'impulsions produites par l'interruption des rayons lumineux des deux barrières soient déphasées d'environ 900. 2. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qutun élément fixe de couplage est disposé de façon à pouvoir déterminer, conjointement avec le disque occulteur du second arbre ou avec un disque occulteur correspondant sur le premier arbre, la vitesse de rotation du premier ou du second arbre. 4. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arrivée d'énergie et la collection des impulsions s'effectuent par des bagues de contact et des balais.