Brevet FR2330196A1 — publié le 19770527

Comme on le sait, des dispositifs d'enroulement à vitesse élevée ne peuvent nas être réalisés sur la base de la seule commande périphérique classique effectuée par contact avec un cylindre de friction. A des vitesses d'enroulement élevées, le besoin en énergie augmente si fortement que le couple moteur nécessaire ne peut plus être transmis par liaison de frottement du cylindre de friction à la bobine sans endommager le pro- duit enroulé. C'est pourquoi on a déåà depuis longtemps adopté le principe consistant à entraîner la bobine non seulement par contact avec un cylindre de friction mais, en outre, au niveau de son axe au moyen d'un moteur.Une telle commande combinée nécessite évidemment des organes appropriés pour réguler l'entraînement de l'axe de la bobine, afin d'abaisser sa vitesse de rotation au fur et à mesure que le diamètre de la bobine croît. Bur des dispositifs d'enroulement à haute vitesse pour fils synthétiques cette commande combinée au niveau de l'axe et de la périphérie a donné des résultats satisfaisants puisque l'entrainement de l'axe de la bobine renforce ou décharge la commande réalisée au moyen du cylindre de friction et permet ainsi de réduire sensiblement le moment de frottement se produisant entre le cylindre de friction et la surface de la bobine. On connaît déjà plusieurs procédés de régulation de vitesse de rotation pour de telle-s commandes combinées au niveau de l'axe et de la périphérie. Gertains parmi ces mécanismes de régulation de I'entra2nement au niveau de l;'axe procèdent par un réglage de couple au niveau de la commande parcylindre de friction. Dans ce cas la vitesse de rotation de la commande au niveau de l'axe doit diminuer de manière continue de telle sorte que le couple du cylindre de friction reste constant.Pour cela il est cependant nécessaire de mesurer la grandeur de ré glane Suivant d'autres solutions, le couple de la commande du cylindre de friction est déterminé soit directement par l'intermédiaire du moment de réaction du stator monté oscillant, soit indirectement par l'intermédiaire du courant absorbé par le moteur du cylindre de friction. Les inconvénients de ces deux procédés résident en ce que dans le premier la construction du moteur du cylindre de friction est relatiFement compliquée et dans le second on ne mesure pas le courant efficace du moteur du cylindre de friction mais son courant apparent qui, dans la plage de charge nominale, ne varie que légèrement en fonction du moment résistant. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients mentionnés et de permettre d'obtenir un dispositif, relativement simple mais a fonctionnement correct, pour réguler la vitesse de l'entrainement de l'axe de la bobine. En conséquence, la présente invention crée un procédé et un dispositif de régulation de vitesse de rotation pour bobines entraînées au niveau de leur axe dans des bobineuses fonctionnant à haute vitesse, la grandeur de réglage du dispositif étant obtenue à partir de l'angle de roue polaire du moteur du cylindrede friction, lequel moteur est un moteur synchrone dont l'angle de roue polaire constitue une représentation analog-ique du couple moteur. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste, sur le plan du procédé, en ce que chaque tour du moteur synchrone entraînant le cylindre de friction est représenté par un nombre déterminé d'impulsions égales et en ce que chaque tour de rotation d'un moteur synchrone de référence alimenté partir d'une source de courant identique est également décomposé en un nombre déterminé d'impulsions égales, puis les deux impulsions sont comparées en ce qui concerne leur déphasage, et ce déphasage, représenté par des longueurs d'impulsion, est transformé par l'intermédiaire d'un convertisseur ou en un signal électrique analogique et est utilisé en tant que grandeur de réglage dans un circuit régulateur associé à un organe de réglage destiné à la régulation de la vitesse de rotation du moteur de commande de l'axe de la bobine. Dans ces conditions plusieurs moteurs synchrones pour les cylindres de friction peuvent être associés à un seul moteur de référence. De même, pour plusieurs circuits régulateurs,on peut prévoir une seule valeur nominale commune. La solution apportée au problème suivant la présente invention consiste en ce qu'il est monté tant sur l'arbre du cylindre de friction que sur l'arbre du moteur de référence un disque à capteur réalisé de manière identique et auquel est chaque fois associé un capteur, lequpeut être par exemple un capteur inductif ou photoélectrique, le capteur pour le disque à capteur monté sur l'arbre du cylindre de friction étant réglable au point de vue de sa position dans le sens de rotation du disque.En tant qu'organe régulateur on utilise, en fonction du moteur de commande prévu pour la bobine, soit un régulateur de fréquence,soit un régulateur de courant continu. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré au dessin annexé. La figâl représente schématiquement la commande combinée de la bobine au niveau de son axe et de sa périphérie, et le moteur de référence ainsi qu'une première manière de combiner des suites d'impulsions afin d'obtenir la valeur effective de l'angle de roue polaire. La fig. 2 représente une deuxième possibilité de combinaison des signaux A et B du dispositif de la fig. 1. Une grandeur représentant de manière analogique le couple moteur d'un moteur synchrone est son angle de roue polaire. Cet angle de roue polaire est déterminé dans le présent cas en mesurant le déphasage d'impulsions. Le cylindre de friction 1 est entraîné par le moteur 2 et se trouve en relation de liaison dynamique avec la bobine 7 qui est entraînée par le moteur 8. Sur l'arbre du cylindre de friction 1 est fixé un disque à capteur 4. Le capteur 3 explore le disque à capter 4 . Le capteur 3 peut être inductif ou photoélectrique et sa position est avantageusement réglable dans le sens de rotation du disque à capteur 4. Bes signaux B recueillis par le capteur 3 sont amenés au commutateur à valeur de seuil 5. A la sortie du commutateur à valeur de seuil 5 apparaissent alors les signaux rectangulaires 6. Le moteur 2 du cylindre de friction, qui est un moteur tournant en synchronisme avec la fréquence d'alimentation, et un moteur de référence 9 tournant également en sychronimse avec le fréquence d'alimentation sont alimentés à partir d'un changeur de fréquence commun 17 qui est avantageusement un convertisseur statique. Sur l'arbre du moteur de référence 9 est également fixé un disque à capteur 10 qui est exploré par le capteur 12; Les signaux A du capteur 12 sont amenés au commutateur à valeur de seuil 13 et se trouvent transformés à la sortie de ce dernier en les signaux rectangulaires 14. Les signaux rectangulaires 6 et 14 sont sensiblement égaux en ce qui concerne leum largeur d'impulsion, fréquence et amplitude. Bes disques à capteur 4 et 10 sont réalisés de manière identique.Le moteur de référence et le moteur 2 commandant le cylindre de friction tournent à la même vitesse et délivrent le même nombre d'impulsions ou bien le moteur de référence délivre un nombre d'impulsions multiple de celui du moteur 2 par tour de rotation au moyen des capteurs inductifs ou photoélectrioues 3, 12 qui leur sont associés. Le capteur réglable et ajustable 3 permet par voie purement mécanique de régler tout déphasage nécessaire entre les impulsions du disque à capteur 10 et celles du disque à capteur 4. Les impulsions des signaux rectangulaires 6 et 14 sont aménées à une porte de conjonction (ET) 15 et donnent à la sortie de cette porte les impulsions 21.Dans un convertisseur largeur d'impulsion/tension 17 ces impulsions sont transformées en une tension malogique UIst. Dans un comparateur valeur nominale/ valeur effective 18 ce signal analogique Ulst est comparé à une valeur nominale USOll. Be signal de différence ainsi obtenu XW est amené à l'amplificateur 19, qui présente un comportement bien déterminé dans le temps,et sert à commander le régulateur de fréquence 20 qui délivre la tension de sortie présentant la fréquence f3, laquelle peut être régulée. Be moteur 8 est alimenté par le régulateur de fréquence 20. En marche à vide, c'est-à-dire lorsque le cylindre de friction 1 ne se trouve pas encore en contact avec l'axe d'enroulement, le capteur 3, qui explore le disque à capteur 4 du cylindre de friction 1, est réglé de telle sorte que les impulsions 6- présentent par rapport aux impulsions 14 un déphasage de 1800. Cela signifie que la sortie de la porte de conåonc- tion (ET) 15 présente le signal 0. Lorsque le cylindre de friction 1 vient en contact avec la bobine 7, le moteur 2 qui entraîne le cylindre de friction 1 doit fournir un couple plus important , ce qui s'accompagne d'une augmentation de l'angle de roue polaire. Cela conduit à une rotation relative du cylindre de friction 1 et de son disque à capteur 4 par rapport audisque à capteur de référence 10.Il en résulte une augmentation du déphasage des signaux rectangulaires 6 par rapport aux signaux rectangulaires 14 et à la sortie de la porte de conjonCtion (ET) 15 se présentent les impulsions 21 dont la largeur dépend du déphasage des signaux rectangulaires 6, 14 et est directement proportionnelle à celui-ci. Les impul sions 21 sont transformées, dans le convertisseur largeur dtim- pulsion/tension 17, en un signal de tension analogique.Ce signal est comparé dans le comparateur valeur nominale/valeur effective 18 a une valeur nominale et 11 écart de réglage est établir. Par l'intermédiaire d'un amplificateur 19 ltécart de réglage est amené au régulateur de fréquence 20 et détermine la fréquence de sortie de celui-ci. Le moteur 8 pour la bobine 7 est alimenté à partir du régulateur de fréquence 20. De plus,le moteur 8 est de préférence un moteur asynchrone à rotor en court-cir- cuit. Si on utilise, en tant que moteur 8, un moteur a courant continu, il faut utiliser un régulateur de courant continu a la place du régulateur de fréquence 20.Pour plusieurs postes d'enroulement de bobineuses Dor fils synthétiques ne comportant qu'un moteur central 9, un disque P capteur 10, un capteur 12 et un commutateur à valeur de seuil 13 peuvent avantageuse- ment être prévues autant de portes de conzonction (ET) 15, attaquées par des signaux, qu'il y a de postes d'enroulement. De même, la valeur nominale USoll peut avantageuserent éga'ement être prévue centralement. La fig. 2 montre une deuxième possIbilité de combinai- son des signaux A et B en vue de l'obtention d'un signal analogique proportionnel à l'angle de charge du moteur 2 pour le cylindre de friction 1. Les signaux A sont '-' nouveau transfor ms par l'intermédiaire du commutateur å valeur de seuil 13, en signaux rectangulaires 14 à amplitude constante, de même que les signaux B sont transformés, par l'intermédiaire du commutateur P valeur de seuil 5, en signaux rectangulaires 6. Les deux chaînes d'impulsions sont amenées à une porte de disonc- tion (OU) 22 à la sortie de laquelle se présentent des impulsions 23. Celles-ci arrivent ensuite au convertisseur largeur d'impulsion/tension 17. Les impulsions 14 sont en outre amenées a un deuxième convertisseur largeur d'impulsicnZtension 25. La différence de tension de sortie entre le convertisseur largeur d'impulsion/tension 17 et le convertisseur largeur d'impulsion/tension 25 est a présent la grandeur requise Uist, c'està-dire la grandeur de sortie analogique proportionnelle à i'an- gle de charge (l'angle de roue polaire) du moteur 2 du cylindre de friction 1. REVENDICATI ON 1 - Procédé Permettant de mesurer le moment résistant d'un moteur synchrone, en particulier en vue de la régulation de la vitesse de rotation de bobines pour fils synthétiques entraînées a la fois au niveau de leur axe et de leur périphérie, caractérisé en ce que chaque tour de rotation du moteur synchrone entraînant le cylindre de friction est représenté par un nombre déterminé d'impulsions et chaque tour de rotation d'un moteur synchrone de référence, alimenté à partir d'une même source de courant1 est également décomposé en un même nombre d'impulsions ou en un nombre d'impulsions multiple de ce dernier, puis les deux suites d'impulsions sont comparées en ce qui concerne leur position de phase et le déphasage, représenté par des longueurs d'impulsion, est converti, par l'in termédiaire d'un convertisseur largeur d'impulsion/tension, en un signal analogique et est utilisé en tant que grandeur de glage dans un circuit régulateur combiné avec un organe régulateur approprié pour régler la vitesse de rotation du moteur de commande de l'axe d'enroulement. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moteur de référence seulement est associé à plusieurs moteurs pour cylindres de friction. 3 - Procédé suivant l1une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il n'est prévu qu'une seule valeur nominale UsOll pour plusieurs circuits régulateurs. 4 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendIcations 1 à 3, caractérisé en ce que sur l'arbre du cylindre de friction 1 et sur l'arbre du moteur synchrone 9 sont montés respectivement des disques à capteur 4 ; 10 réalisés de manière identique et à chacun desquels est associé respectivement un capteur 3 ; 12, la position du capteur 3 pour le disque à capteur 4 sur l'arbre du cylindre de friction 1 pouvant être réglée dans le sens de rotation du disque à capteur 4. 5 -. DisposItIf. suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur de commande 8 de l'axe d'enroulement 7 est un moteur asynchrone auquel est associé en tant qu'organe régulateur un régulateur de fréquence 20. 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur de commande 8 de l'axe d'enroulement 7 est un moteur à courant continu qui présente , en tant qu'organe régulateur, un régulateur de courant continu.