Brevet FR2603659A1 — publié le 19880311

La présente invention est relative à un actionneur destiné à permettre la manoeuvre de l'organe de réglage d'une machine telle qu'un moteur à combustion interne, une machine à vapeur, une turbine hydraulique, etc... On sait que pour realiser le contrôle du fonctionnement d'une machine produisant une puissance, on peut utiliser soit des régulateurs mécaniques, soit des régulateurs électroniques. On utilise quelquefois sur les moteurs à combustion interne du type Diesel un régulateur mécanique dont l'énergie provient d'une sortie tournante de la machine telle qu'unie manivelle. Un tel régulateur est par exemple le régulateur de Watt. A la sortie d'un régulateur mécanique, on associe un levier dont l'amplitude est suffisante pour agir sur les tringleries de la commande de la vitesse de rotation de la machine. I1 peut s'agit de crémaillères agissant sur des pompes d'injection ou des tiges commandant les soupapes d'admission des machines à vapeur ou encore les tringleries de commande du vannage d'une turbine hydraulique. L'inconvenient principal de tels régulateurs réside dans le fait que leur fonctionnement est défectueux à basse vitesse. I1 existe également des régulateurs hydrauliques, mais ils présentent les mêmes inconvénients que ceux mécaniques. On a encore pensé à réaliser la régulation dont il s'agit au-moyen de dispositifs électroniques qui présentent un fonctionnement satisfaisant à toutes les vitesses. Toutefois, de tels régulateurs électroniques ont besoin d'un très important apport d'énergie, de sorte que leur exploitation est coûteuse. De plus, lténergie dont ils ont besoin ne provient pas de l'appareil piloté comme dans le cas des générateurs mécaniques et hydrauliques, Si bien qu'il faut prévoir une source spéciale d'alimentation. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'un actionneur électromagnétique qui soit entrarné par une sortie de la machine que l'on désire piloter et qui soit susceptible malgré tout de fonctionner de manier satisfaisante à tous les régimes. A cet effet, l'actionneur suivant l'invention comprend un coupleur électromagnétique dont l'arbre primaire est entraSné en permanence par la machine, dont l'arbre d'entrée est celui de sortie dudit coupleur, un réducteur de vitesse réversible comportant au moins un arbre secondaire pourvu d'une part d'un levier de commande de l'organe de réglage et d'autre part d'un détecteur de la course angulaire de ce levier, et un régulateur électronique qui permet d'exciter le coupleur en fonction de l'encart de déplacement constaté sur l'arbre de sortie du réducteur par rapport à la position qu'il occupe pour une consigne donnée de vitesse de la machine. Le système de régulateur de l'actionneur suivant l'invention comprend un régulateur PID auquel on applique le paramètre de consigne de la vitesse désirée et qui reçoit une information sur la vitesse réelle de la machine pour que la différence éventuelle mesurée soit transmise à un recopieur qui détermine l'encart entre cette différence et la valeur du déplacement du levier de commande de l'organe de réglage afin d'alimenter proportionnellement le coupleur électromagnétique. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue schématique d'un actionneur établi con formément à l'invention. Fig. 2 est un schéma par blocs du système de régulation de l'appareil illustré en fig. 1. En fig. 1, on a affecté de la référence générale 1 une machine quelconque de production de puissance telle qu'un moteur à combustion interne, une turbine ou analogue. La machine en question canporte un arbre de sortie 2 tournant en permanence et sur lequel est monté l'élément primaire d'un coupleur électromagnétique 3 dont ltélément secondaire est calé sur un arbre 4. Ce dernier constitue l'arbre d'entrée d'un réducteur 5 prévu réversible et qui comporte deux arbres de sortie 6, 7 tournant en synchronisme. L'arbre de sortie 6 est pourvu d'un levier 8 dont l'extrémité est assujettie à l'un des bouts d'un ressort de traction 9 attaché à un point fixe 10 par son bout opposé. A l'étant libre, le ressort maintient le levier 8 en appui contre une butée fixe 11.Le second arbre 7 du réducteur 5 est pourvu d'un doigt radial 12 passant devant un détecteur de proximité 13. L'actionneur suivant l'invention est encore pourvu d'un régulateur électronique 14 illustré en fig. 2. Celui-ci comprend tout d'abord un régulateur classique 15 du type PID tel que celui décrit par exemple dans la demande de brevet 86 04737 de la présente Demanderesse. A ce régulateur 15, on applique une consigne de vitesse Vc de la machine 1 ainsi qu'un paramètre variable correspondant à la vitesse réelle Vr de la machine 1. Le régulateur PID 15 en déduit une information S correspondant à la position de l'arbre 4 du coupleur 3. Cette information est entrée dans un recopieur 16 qui reçoit du détecteur de proximité 13 une information égale à la valeur de l'angle de déplacement 6 du doigt 12 qui est bien entendu le même que celui du levier 8.Le recopieur 16 calcule l'écart entre la valeur S et la valeur 6 pour déterminer un écart e qui est introduit dans un amplificateur 17 produisant un courant d'intensité I, lui-même envoyé dans le coupleur électromagnétique. En régime établi, c'est-à-dire lorsque la machine 1 tourne à la vitesse désirée, l'arbre 4 ne tourne pas, car le couple moteur qu'il reçoit du coupleur électromagnétique 3 est équilibré par la tension du ressort 10. Si la vitesse réelle augmente, les arbres de sortie du réducteur 5 tournent légèrement, si bien que le ressort 9 est tendu davantage. Ce déplacement du levier 8 sur une tringlerie 18 actionne l'organe de réglage 19 de la vitesse de rotation de la machine 1. Le doigt 12 se déplace devant le détecteur 13, ce qui entraine une augmentation de la valeur e. La valeur I issue de l'amplificateur 17 diminue, de sorte que le coupleur agit pour réduire, voire supprimer la rotation de l'arbre 4 et des arbres 6 et 7, de telle sorte que le ressort 9 ramène le levier 8 en appui contre la butée 11. Au contraire, si la valeur I augmente, l'arbre 4 tourne un peu pour tendre le ressort afin de changer le réglage de la vitesse de rotation de la machine 1 dans le sens de l'augmentation. On a ainsi réalisé un actionneur électromagnétique pour la manoeuvre des organes d'admission de générateurs pourvus d'un arbre tournant, l'arbre de sortie dudit actionneur transmettant à la machine de puissance le mouvement adapté en course et en couple pour son organe de réglage de vitesse. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et quelle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Actionneur pour la commande de l'organe de réglage d'une machine (1) produisant une puissance, caractérisé en cé qu'il comprend un coupleur électromagnétique (3) dont l'arbre primaire (2) est entraîné en permanence par la machine (1), un réducteur de vitesse réversible (5) dont l'arbre d'entrée est celui de sortie (4) de la machine (1) et comportant au moins un arbre secondaire (6, 7) pourvu d'une part d'un levier de commande (8) de l'organe de réglage et d'autre part d'un détecteur (13) de la course angulaire de ce levier (8), et un régulateur électronique qui permet d'exciter le coupleur (3) en fonction de l'part de déplacement constaté sur l'arbre de sortie (6,7) du réducteur (5) par rapport à la position qu'il occupe pour une consigne donnée de vitesse de la machine (1). 2. Actionneur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (6, 7) du réducteur comporte un levier (8) associé à un ressort de traction (9) dont la tension équilibre le couple moteur de l'arbre de sortie du coupleur (3). 3. Actionneur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (6, 7) du réducteur (5) est associé à un détecteur de proximité (13) mesurant les déplacements angulaires dudit arbre (6, 7). 4. Actionneur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le réducteur comporte un deuxième arbre de sortie (7) dont un doigt (12) est associé au détecteur de proximité (13). 5. Actionneur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que son système de régulation comprend un régulateur PID (15) auquel on applique le paramètre de consigne de vitesse (Vc) et qui reçoit une information sur la vitesse réelle (Vr) de la machine pour que la différence (S) éventuelle mesurée soit transmise à un recopieur (16) qui détermine l'part entre cette différence (S) et la valeur du déplacement (e) du levier de commande (8) de l'organe de réglage (19) afin d'alimenter proportionnellement le coupleur électromagnétique (3).