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"Dispositif de commande électrique pour la traction de véhicules".
La présente invention a pour objet un dispositif permettant la recharge des accumulateurs d'un véhicule électrique sur une source quelconque de courant : soit alternatif, soit continu, en utilisant le moteur électrique et les différents appareils existant à bord, ce qui permet de supprimer tout dispositif de transformation électrique extérieur au véhicule et intermédiaire entre lui et la source dont on dispose.
On sait que les accumulateurs ne peuvent être rechargés que par du courant continu ou redressé;
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il est donc nécessaire d'envisager une transformation de courant alternatif en courant continu, lorsqu'on doit effectuer la recharge des batteries assurant le fonction- nement des véhicules électriques.
Généralement, on devra réaliser des instal- lations spéciales répondant à ce but, sous forme de groupes tournants, commutatrices, redresseurs à mercure, redresseurs à vibreur, soupapes électrolytique, etc..
D'autre part, la grande majorité des instal- lations qu'on peut rencontrer un peu partout, sont faites en courant alternatif, mono, bi ou triohasé et l'instal- lation existante de courant continu ou redressé est tout à fait exceptionnelle. De ce fait, les véhicules électri- ques ne peuvent profiter des innombrables sources de courant alternatif disponibles sur tous les secteurs, ce qui entrave indiscutablement leur développement, limite leur rayon d'action, et augmente proportionnellement le @ prix de revient de leur emploie étant donné le prix élevé des installations transformatrices.
Le dispositif qui fait l'objet de la présente invention permet d'assurer d'une part le mouvement du véhicule et d'autre part la recharge de sa batterie quelconque.
Le dessin ci-annexé représente à titre d'exemple deux formes d'exécution de ce dispositif.
La figure 1 est un schéma d'une de ces formes d'exécution.
Les figures 2 et 3 montrent la variante.
Dans le cas de la figure 1, le moteur
M actionnant le véhicule, est un moteur à courant continu à enroulement shunt, 1 et possède facultativement un enroulement compound pu pôles auxiliaires s1; son' induit porte trois bagues b , b', b3, convenblamenet reliées au bobinage pour que le moteur puisse fonctionner en
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commutatrice, si l'on amène du courant alternatif sur ces bagues par l'intermédiaire des balais c1, c2, c3 Ces balais peuvent être appuyés sur les bagues ou sépa- rés de celles-ci à l'aide d'un dispositif mébanique quelconque commandé par un levier de manoeuvre L faci- lement accessible.
La vitesse du moteur peut varier grâce un rhéostat de champ r; cette vitesse est contrôlable à l'aide d'un tachymètre t, relié au moteur.
Le moteur électrique est relié au mécanisme de la voiture par un prgane intermédiaire permettant de le rendre solidaire dudit mécanisme ou de l'en séparer.Cet organe E pourra être constitué : soit par un embrayage, soit par un dispositif à friction, soit par le point mort d'une boite de vitesse, soit par un électro-aimant, soit par tout autre organe mécanique ou électro-mécanique équivalent.
Un interrupteur bipolaire le permet la liaison entre le moteur électrique et la batterie d'accu- mulateurs par l'intermédiaire d'un compteur ampère-heure- métrique D, d'un ampèremètre,A, et d'un rhéostat de réglage R. Ce dernier appareil est calculé pour permettre: d'une part le démarrage du moteur sur la batterie et,d'autre part, le réglage du courant de charge de la batterie.
Cette dernière est constituée par un certain nombre de groupements en série (trois sur le schéma,mais le nombre peut en être quelconque); les câbles d'extrémités de ces différents groupements aboutissant à une fiche à double tête permettant suivant les constantes des courants dont on dispose pour la charge, de coupler ces groupements soit en série (fiche F1) soit en parallèle (fiche F2).
Un voltmètre V permet de contrôler à tout moment la tension aux bornes de la batterie.
Les balais c1, ,c2 et c5 sont reliés à des
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curseurs mobiles g1, g2, g,3 agissant sur un auto-trans- formateur T. Ce dernier appareil pourra être relié une source quelconque S de courant alternatif par l'in- termédiaire d'un interrupteur de couplage la et de 3 câ- bles souples p1,p2,p3, terminas par des pjnces qui per - mettront de se brancher immédiatement sur des parties nues de la source alternative, telles que les lames d'un in- terrupteur ordinaire K, par exemple, 1 2 3 Des lampes de couplage,: 1 , 1 , i3 sont prévues aux bornes de l'interrupteur la.
Enfin, une prise de courant ordinaire Pc est reliée à l'interrupteur le d'une part, et d'autre part, par câble souple, à une source de courant continu sc, au cas où on pourrait disposer de courant continu.
Le fonctionnement de l'ensemble est le suivant :
Le véhicule ayant été amené à 'proximité de la source de courant alternatif S, on sépare le moteur de la partie mécanique en ouvra-nt l'embrayage E.
On démarre alors le moteur M à vide sur la batterie par l'intermédiaire du rhéostat progressif R.
On règle alors sa vitesse au synchronisme en se basant sur les indications du tachymètre t, on bran- che les câbles p1,p2,p3., sur la source alternative.
On abaisse les balais c1,c2 c3, en manoeu- vrant le levier 1.
On examine les battements des lampes de phases; s'ils ne sont pas corrects on croisera les prises de deux câbles.
On termine alors le réglage du synchronis- me et on accouple la commutatrice sur le réseau en fermant ,/-l'interrupteur Ia au moment voulu 1 indiqué par les lampes de phases, ces lampes pouvant d'ailleurs être remplacées par tout autre dispositif approprié.
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Le couplage étant terminé, on réglera la valeur du courant de charge de la batterie en agissant progres- sivement: d'une part sur les curseurs mobiles de l'auto- transformateur T et d'autre part sur le rhéostat de réglage R.
La charge de la batterie sera menée à la façon ordinaire et lorsqu'elle sera terminée on remettra le tout en état en faisant en sens inverse les mêmes manoeuvres que précédemment.
Si le compteur D est muni d'un contact automa- tique de fin de charge on pourra également l'utiliser en le faisant agir simultanément sur les appareils Ia et le qui pourront être des disjoncteurs appropriés au lieu d'être des appareils interrupteurs simples.
Si les circonstances amènent le véhicule à proximité de sources à courant continu - on pourra également en effectuer la recharge par l'intermédiaire de la prissde courant Pc; il suffira alors de coupler les différents groupements de batterie en série ou en parallèle suivant la tension dont on disposera à l'aide de la fiche de couplage Flou F2 et de régler la valeur .du codant par le rhéostat R; naturellement, tout le reste de l'installation est hors circuit, l'interrupteur le restant couvert.
Bien entende, l'auto-transformateur T pourra être remplacé, soit par des résistances, soit par des selfs, soit par un réducteur d'induction à rotor orientable,' soit par tout autre dispositif connu permettant le réglage d'une tension.
Le dispositif des figures 2 et 3 comporte un moteur à balais mobiles, aux lieu et place de la obmmutatrice normale ci-dessus décrite. On simplifie ainsi l'appareillage et la manoeuvre et, de plus, par
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la possibilité de faire varier la position des balais mobiles sur le collecteur, on arrive à conserver la tension constante sur les balais fixes, ce qui permet de pousser la décharge de la batterie beaucoup plus loin que sur le moteur normal.
L'auto-transformateur T de la figure 1 sera conservé, ici, en supprimant ses prises mobiles, si les écarts des tensions alternative et continue à réaliser exigent son maintien. Lorsqu'on pourra suffisamment ajuster entre elles ces tensions par le déplacement des balais mobiles, on supprimera complètement le transfor- mateur ; le moteur sera alors directement branché sur l'interrupteur K, sans autres précaution?et tout le réglage de tension sera fait par déplacement des balais mobiles.
Le démarrage sur le courant alternatif se fera directement, en prenant simplement la précaution de court-circuiter sur eux-mêmes les enroulements des pôles de commutation et de compensation qui réalisent ainsi un amortisseur énergique et permettant le démar- rage et la mise en synchronisme sans à-coups ni pompage.
Le moteur M comporte, en plus de son enrou- lement shunt f, et ses pôles auxiliaires de commutation si, un bobinage de compensation s2; ses trois bagues sont convenablement reliées au bobinage pour son fonctionnement en commutatrice triphasée.
Le colle oteur, convenablement divisé,.porte deux jeux de balais ; l'unfixe bl, b2, calé normalement, est raccordé à l'excitation shunt ; l'autre mobile,41 et/42 raccordé à la batterie, peut être déplacé par un disposi- tif mécanique quelconque, de façon à amener-,4* en /1: et en $2 par déplacements progressifs.
Un @ voltmètre v' permet de vérifier la tension aux balais fîtes bi et b2.
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Les balais cl, c2, c3 sont reliés à une source quelcpnque S de courant alternatif, par l'intermédiaire de l'interrupteur de couplage I1 et de trois câbles souplesp1, p2,p3, comme décrit plus haut.
L'appareil comporte en outre les mêmes autres dispositions que celui de la figure 1.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
A. - Marche en commutatrice.-
Le véhicule ayant été amené à proximité de la source de courant alternatif S, on sépare le moteur de la partie mécanique en agissant convenablement sur E.
On abaisse .les balais cl, c2, c3, en manoeuvrant le levier L qui courtcircuite en même temps les enroulements s et ss, par l'intermédiaire de is (figure 2). On ferme alors K. La machine se met en route et s'accroche en commuta- trice, sans à-coups, grâce à l'amortissement synchronisant sur s1 et s2.
Si le sens de rotation est mauvais, on coupera K, on croisera deux des fils, p1, p2 et p3 et on recom- mencera l'opération.
Le couplage étant terminé, on réglera la valeur du courant de charge de la batterie en agissant progressivement sur la position des balais mobiles, jusqu'à obtenir entre eux la tension de la batterie. On fermera alors le et on réglera le courant de charge à la valeur voulue en continuant le déplacement des balais mobiles.
En ce qui concerne la charge de la batterie tout ce qui a été dit en décrivant l'appareil de la figure 1, subsiste.
B.- Marche en moteur.-
L'interrupteur L est ouvert, les balais cl, c2, c3 ne portent plus sur leurs bagues et le court-cir- cuiteur is est ouvert. Les balais mobiles sont à la ligne
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neutre en ss ss La dynamo fonctionne donc en moteur formai shunt à pôles auxiliaires et circuits de compen- sation.
En fermant le et en embrayant E, le véhicule se met en route.
Au dépéri, le voltage entre balais fixes égale le voltage entre balais mobiles, et égale le voltage initial de décharge de la batterie.
La batterie se déchargeant, le voltage tombe et la vitesse baisse; on déplace progressivement les balais mobiles jusqu'aux positions limites ss et ss qui seront atteintes lorsque la batterie sera vidée ra- tiquement des ampères-heures disponibles.
Au repos, on ramènera les balais mobiles à leur position normale ss et ss2, et la machine pourra être utilisée peur la recharge, comme précédemment décrit.
Il est intéressant de signaler ici les avantages du dispositif des figures 2 et 3.
D'abord, ainsi qu'on l'a dit déjà, son appareillage se trouve beaucoup simplifié et sa manoeuvre également. De. plus, on sait que toute batterie d'accu- mulateurs se décharge à tension progressivement décrois- sante. La chute de tension est d'autant plus rapide que le débit de la décharge est plus considérable. Ce phéno- mène est surtout très sensible.dans les batteries au fer-nickel. Il s'ensuit que : a/ les appareils d'utilisation fonctionnent à tension ou vitesse variable. b/ la capacité utile d'une batterie est d'autant plus faible que le régime de décharge est plus élevé.
En faisant varier la position des balais mobiles du moteur sur le-- collecteur, au fur et à mesure
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de la décharge,on arrivera, comme expliqué plus haut, à conserver la tension constante sur les balais fixes, ce et qui permettra de pousser la décharge beaucoup plus loin que s'il s'agissait d'un moteur ordinaire. Par exemple, pour une application à la traction sur batterie au fer- nickel, donnant avec moteur normal une baisse de vitesse de 30%, entre début et fin de décharge, celle-ci étant arrêtée à 1 volt par exemple par élément, on conservera avec le moteur à balais mobiles, la vitesse pratiquement constante du début,à la fin de la décharge, et on pourra pousser celle -ci jusqu'à O.V.6 par élément, soit ex- traire 25% d'ampères-heuressupplémentaires de la bat- terie.
Le fonctionnement d'un tel moteur à balais mobiles a, également, des applications autres que la traction, toutes les fois que l'on disposera d'une source de courant continu à tension variable et qu'on désirera obtenir,une tension d'alimentation soit cons- tante, soit variable, suivant une loi autre que celle suivie par la source elle-même.
Ce fonctionnement est d'ordre général, quel que soit le mode d'enroulement prévu au moteur, soit en anneau,,tambour ou disque, inducteurs shunt, série ou compound.
Dans l'étude di-dessus, les dispositifs décrits se rapportent, à titre indicatif,au montage sur courant tri-phasé; il est bien évident que le fonction- nement restera le même si l'on dispose de courant mono ou bi-phasé et qu'il suffira d'avoir le nombre de bagues et le raccordement correspondant à la source.
En outre, l'application de ces dispositifs n'est pas limitée aux automobiles, mais peut être employée dans tous les cas, où l'on a à effectuer la recharge d'ac- cumulateurs et où l'on dispose déjà d'une source alterna-
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tive et d'un groupe se déplaçant avec les accumulateurs, en particulier, pour les locomtives et tracteurs sur route ou sur rails.