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'PRRFFCTI(NIVFMFNTS A L1F.QUIPF.MF.NT DF. MOTKURS RLRCTRIQURS AVFC RFCÜpPRRATION D'RNRRGIR".
La présente invention a pour objet un dispositif propre a la récupération d'énergie dans des moteurs électriques notamment les moteurs de tramways et les moyens de mise en oeuvre du dis- positif envisagé.
Ce but a déjà été atteint par l'emploi d'acoumulateurs et de machines auxiliaires, mais sans grand succès, vu les augmen
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tations de poids, di anmamerelnent E't frais d'entretien.
Au contraire, l'objet de l'invention se caractérise par l'absence d'accumulateurs et de machines auxiliaires et n'exige qu'un matériel restreint ne demandant aucun entretien ou sur- veillance spéciale, et permet en cas d'avarie du dispositif, de
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réaliser le fonctionnement habituel du ou des moteurs. De cette manière, le personnel non initié à la marche avec réoupération pourra par exemple conduire une voiture motrice comme à l'ordi- naire. De plus l'invention prévoit un système de verrouillage empêchant toutes fausses manoeuvres.
A cet effet le dispositif envisagé dans l'inventiez com- porte l'alimentation de l'excitation séparée,et ceci de la façon suivante.
Dans la marche en excitation séparée, on alimente les induc- teurs soit en utilisant une faible fraction de la tension totale dont on dispose au collecteur; pour cela on emploie das balais supplémentaires bI b2 (voir fig.I) placés symétriquement par rapport au balai principal B(oas d'un moteur tétrapolaire a
2 lujnes B,b'de balais principaux), soit en faisant usage d'un deuxième collecteur indépendant, alimenté par un second enroule- ment à très basse tension réparti sur l'induit. Bien entendu, ces connexions sont établies par le controller, après avoir ré- alisé le démarrage suivant le procédé habituel. Dans ce qui suit on envisagera le premier genre d'alimentation.
Rtant donné que la tension aux bornes des électros, ne devra jamais être supérieure à 5% de celle exiant entre les balais principaux, il suffira d'un faible décalage des balais auxiliaires et ces derniers se trouveront dans une région du collecteur ou la tension entre lames est encore très modérée, circonstance favo- rable au fonctionnement sans étinoelles.
Chaque balai auxiliaire ne livrera passable qu'à un courant maximum de l'ordre de la moitié du courait maximum qui traverse le balai B.
Naturellement la ligne de balai B devra présenter une sur- face de contaot en rapport avec l'intensité maximum du courant ,qui le traverse dans le cas de la récupération.
Rn envisageait le cas de deux moteurs fonctionnant en série parallèle, le oontroller couplera les inducteurs en série ou
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en parallèle en même temps que les induits, suivant les fig.
2 et 3.
Rn comparant les deux combinaisons, on remarquera que par suite du renversement de la polarité des balais de l'une des machines on doit également modifier le sens du courant dans les inducteurs, afin de conserver le sens de rotation. Or le renver- sement de l'aimantation n'ayant lieu que dans l'une des deux machines, il n'en résulte aucune difficulté pour l'amorçage en génératrice, étant donné que les deux machines sont toujours couplées.
Le dispositif ainsi exposé, il y a lieu d'envisager le sys- tème de verrouillage électrique et mécanique.
Dans la marche en excitation séparée (les machines étant couplées en série ou en parallèle) les armatures ne sont reliées à la ligne qu'après fermeture d'une clef spéciale de liaison dont le rôle est essentiel au point de vue des verrouillages de sé- ourité.
Grâce à un enclenchement mécanique cette clef est bloquée pour toutes les positions du controller autres que celles de l'arrêt; d'où il résulte que cette clef ne peut notamment être utilisée pour couper le courant, cette opération étant exécutée par le controller.
D'autre part un verrouillage électrique ne permet de fer- mer la clef que lorsque la tension a ses bornes est inférieure à 1/20. par exemple de la tension du réseau.
Le conducteur dispose d'un rhéostat d'excitation grâce auquel il règle la marche de la voiture lorsque la oontroller est dans une position d'excitation séparée.
Il est important de permettre au conducteur d'effectuer la manoeuvre de l'équipement électrique avec une seule main ,la gauche dé façon que sa main droite ne quitte pas la manivelle du frein mécanique.
Dans ce but la manette de commande de la clef, attaque celle-* oi par l'intermédiaire d'un ressort et ne peut prendre que deux
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positions extrêmes: le ressort déplaçant la clef lorsque les verrouillages le permettent.
En outre la manette de clef porte sur son prolongement un doigt qui lorsquelle est dans la position d'excitation séparée vient se placer entre des pênes disposés de manière à empêcher'certaines fausses manoeuvres. Ces pênes sont fixés sur un organe dont la position dépend de celle de la manivelle principale du controller
On peut donc placer au préalable la dite manette de commande sur la position voulue et l'abandonner ensuite.
Afin de mieux faire ressortir l'exposé ci-dessus les dessins annexés représentent:
La fig.4 une coupe en élévation dans la partie supérieure d'un oontroller auquel sont appliqués les moyens en vue de la réalisation du dispositif envisagé conformément à l'objet de 1'invention.
La fig.5 une vue du dessus du controller.
La fig. 6 une coupe horizontale 1 II fig.4.
La fig.7 une coupe horizontale suivant III IV fig. 4.
La fig.8 le schéma de l'appareillage d'un tel oontroller.
Le tambour habituel TI de controller sera disposé comme représenté aux figures ci-dessus, les parties hachurées voir fig.
8 se rapportent aux dispositions différentes de cellas du con- troller habituel.
On remarquera que l'on a laissé sub eister le freinage rhéostatique sur les plots de frein 5 6 - 7 .
Le tambour inverseur T2 doit être remplacé par un nouveau barillet qui comporte 8 positions au lieu de 3 soit : position neutre 0 marche arrière AR. position neutre 0 marchas avant AV position neutre 0 excitation séparée parallèle SP position neutre 0 excitation séparée série SS
Il doit être ajouté aux connexions fixes correspondantes
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au tambour inverseur, 4 plots supplémentaires à la partie in- érieure et 2 à la partie supérieure, lesquels sont destinés à oourt- oireuiter la clef de liaison intercallée dans la ligne de trolley pendant la marche en régime normal.
Le dispositif de commande du système et des verrouillages tant mécaniques qu'électro magnétiques, est représenté aux figures 4,5,6,7,8 dans lesquelles:
M représente la manivelle du oontroller T1 m clef du tambour d'inversion T2
N manette de commande de la clef de liaison o o clef de liaison
S solénoïde de verrouillage électrique
P1 plateau de verrouillage des positions AI A2 A3
P2 plateau de verrouillage des positions SP et SS
Ao position de N en marche normale.
Bo position de N en marche excitation séparée
Rh1 et Rh2 -rhéostats de champ des deux moteurs. n manette de commande des rhéostats Rh2 et Rh2 T secteur guide à encoches de la manette N w écrou de réglage de tension de ressort.
L'encliquetage qui commande le tambour inverseur T2 au moyen de la manivelle du oontroller M est remplacé par un secteur denté sel qui engrène la roue se2 solidaire du secteur inverseur T2
Le secteur denté se3 ,engrène un pignon se,4 solidaire de l'axe D du dispositif auxiliaire de commande situé dans un carter, fixé à la partie supérieure gauche du ctroller existant T1
Dans ce carter dont les dimensions seront restreintes, on trou vera: la manette N de la clef de liaison c la clef de liaison elle-méme o asservie à la manette N et verrouillée par le solénoîde S.
Les plateaux de verrouillage PI et P2 calés sur l'axe D et portant des encoches v destinées à laisser passer les pènes ra et rb,lorsque les positions d'enclenchement sont correctes.
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Le verrouillage mécanique de la manette de commande N de la clef de liaison c en 1'ocounence le prolongement NN de la manette elle-même.
L'extrémité Wi de cette manette venant s'engager successi- vement entre les pênes vi solidaires du plateau Pl,dans le but d'empêcher toute fausse manoeuvre. le solénoîde S de verrouillage électromagnétique, dont la traction sur un levier 1 coudé permet la libération de la clef de liaison c qui se ferme ensuite par la traction du ressort r de la manette N.
Le mode de fonctionnement du système de comprend comme suit :
Après avoir lancé la motrice suivant le mode habituel de démarrage jusqu'à une vitesse très peu inférieure à la vitesse normale, le wattman:- rauvène la manivelle M du controller à la position d'arrêt au départ et avance encore de deux plots; il se trouve à ce moment sur la position SP.
Abandonnant alors la manivelle M du controller, il pousse a fond la manette Il jusqu'à ce qu'elle reste bloquée dans l'encoche du secteur T correspondant à la position % de la manette.
Abandonnant de nouveau cette manette, le wattman saisit alors la manette n des rhéostats de champ et la manoeuvre pro- gressivement
Deux cas peuvent alors se présenter:
I) les moteurs en parallèle sur la ligne, continuent à fonctionner comme moteub la vitesse va s'accélérer, les moteurs prenant leur courant à la ligne, tandis que l'excitation est au maximum.
2) les moteurs fonctionnent en génératrices, avec freinage et récupération; les périodes de ralentissement avec renvoi de courant dans la ligne alternant avec celle de marche en régime mo- teur déterminant une accélération par suite de la réduction de 1'excitatioon
L'état d'équilibre se maintient par lui-même étant fonction d'une part de la vitesse de la motrice, de 1 autre de la tension
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de la line
Si le freinage est insuffisant, le wattman passe au régime
SS.
Pour cela abandonnant le rhéostat de champ n qui reprend sa position d'excitation maximum par rappel d'un ressort, il passe librement sur le plot d'arrêt entre SP et SS il ramené a- leors la manette N de la clef de liaison dans la position Ac ,afin de déverrouiller, après avoir couper le courant et il passe en SS.
Il replace alors la manette N de la clef de liaison dans la position Bo de répupération ; il abandonne ensuite la ma nette N et agit sur la manette n du rhéostat comme indiqué plus haut.
Le démarrage ne peut se faire que lorsque la manette N est à la position Ao
En effet, si la manette était en Bo la queue NN de la manette N resterait engagée entre les pênes v du plateau PI qui calerait la manivelle.
Par le fait que la manette se trouve en Ao la clef delad liaison c est maintenue ouverte par la tension du ressort r.
Pendant la marche normale, le Electeur se3 n'engrène pas le pignon'se' et le dispositif de récupération est hors circuit.
Pour la marche en excitation séparée il ne suffit pas de mettre la manivelle du oontroller sur SP.
Rn effet la manette N et son ressort r doivent être en po siton Bo pour provoquer la fermeture de la clef de liaison, si le wattman oublie la manoeuvre de la manette N, la olef de liaison o reste ouverte, et s'il continue le movement ,il peut même sans obstacle passer sur les 3 plots du frenage rhéosati que qui ont été conservés.
On voit donc que toute manoeuvre incorrecte du wattman:- a pour seule conséquence de l'empêcher de se servir du disposait de récupération et de continuer l'usage normal auquel il est ha- b itu é.
D'autre part, si le wattman effectua la manoeuvre correcte,
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la clef de liaison c se ferme et le verrouillage empêche de ra venir en arrière vers une position de marche normale qui provo- querait un accident à ce moment.
Le passage de SP (excitation séparée parallèle) en SS (excitation séparée sérei) et inversement ne peut évidemment pas se faire sans un plot de transition sur lequel le wattn peut se placer sans déverouillage mais duquel il ne peut s'éloigner sans déverrouiller par la.manette N.
La transition s'opère donc toujours sur un plot inter- médiaire.
Rnfin il faut remarquer que sur les plots morte, le wattman peut toujours!* mettre sa manette N en position Ao et reprendre ainsi la marche normale.
Si la manoeuvre est correcte et elle est contrôlée par le verrouillage,le courant traversant le solénoîde S et la tension des balais auxiliaires combinée avec la tension réglable du ressort w, permettra de toujours trouver un réglage tel qu'au- cun à coup n'est à craindre lors d'un changement de régime.
Il va de soi que l'objet de l'invention vise également d'autres moyens de réalisation de verrouillage du controller que celui indiqué vu qu'il est aisé de concevoir des variantes ou modalités constructives d'applications mécaniques et électri- ques dont le but est d'obtenir le résultat visé par l'objet du présent brevet.
Aussi, les dessins représentés ne figurent qu'à titre ex- plicatif et non limitatif et il faut comprendre comme rentrant dans le domaine du présent brevet, les modifications ou appareils auxiliaires apportés aux controllers peur l'obtention dans les moteurs spécialement de tramways de la récupération, coin-ne cela a été décrit dans ce qui précède.
Rn résumé l'invention comprend l'alimentation des indue- teurs normaux de moteurs en série par excitation séparée sans smpoo d'accumulateurs ou machines auxiliaires en vue de la récupération par les moyens mis en oeuvre par le controller et autres appareils, et les modes de verrouillage mécanique et élec-
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trique propres à assurer le bon fonctionnement de l'objet de 1'in- vention.
REVENDICATIONS
I) perfectionnements à 1'équipemet des moteurs électriques excités en série avec récupération d'énergie, caractérisés par ce que dans la marche en excitation séparée en vue de là écupé- ration on alimente par 1'intemrédire d'un rhéostat, les in duateurs normaux au moyen de balais supplémentaires placés de manière convenable par rapport aux balais principaux en utilisant une faible fraction de la tension totale disponible au collecteur, ou au moyen de balais placés sur un deuxième collecteur alimenté par un second enroulement à basse tension réparti sur l'induit;
la mise sous tension des dits inducteurs pour l'excitation séparée et en vue de la réoupération étant effectuée par le con- troller habituel, transformé à cet effet, et sous le contrôle d'un système de verrouillage mécanique et électrique des positions du oontroller; empêchant toute fausse manoeuvre.
2) Perfectonnemtnts à l'équipement des moteurs électriques avec récupération d'énergie, caractérisés en ce que le barillet ou tazbour d'inversion comprend 8 positions dont quatre neutre alternant respectivement avec les positions marche arrière, marche avant, récupération excitation séparée parallèle, récupération excitation séparée série .