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Système de contrôle pour moteurs de traction a courant continu
Il est connu qu'en associant un dynamoteur diviseur de la tension de ligne à un ou plusieurs moteurs de traction à excitation en compensation ou compound' de manière que pen- dant la marche en démarrage les moteurs soient soumis à une échelle de tensions progressivement croissantes, on obtient le démarrage 'du train sans employer de rhéostats et que dans les mêmes conditions on peut freiner le véhicule jusqu'à .
son arrêt complet en soumettant les moteurs à la même échelle de tensions mais en ordre décroissante
Il est aussi connu que cette récupération est obtenue avec régénération de l'énergie cynétique du train et cette récupé- ration est tout à fait automatique, c'est-à-dire, elle ne demande pas de manoeuvres spéciales pour récupérer, vu que les
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mêmes positions de contrôle servent également pour le dé- marrage et le freinage et l'ouvrier est pourtant prêt à la produire, à partir d'une.position quelconque de contrôle.
Il est enfin connu que,dans le but de réduire les maxima de courant sur les moteurs et par conséquent les chocs en- nuyeux pour les passagers, dans beaucoup de cas, il est nécessaire d'insérer dans le circuit d'armature des moteurs, un petit rhéostat qui reste en circuit pendant le passage d'une tension à l'autre et qui est mis en court circuit par un relais différentiel particulier, à peine le courant descendu au dessous d'une certaine limite.
La présente invention a pour objet de réduire davantage les maximal de courant de passage d'une tension à l'autre de manière à rendre la marche tout à fait régulière tant au démarrage qu'au freinage . En effet l'onde de courant qui se produit dans les moteurs au passage d'une tension à l'autre.,présente toujours, en dépit de l'insertion temporaire des résistances, un front très escarpé car, pendant ledit passage, à cause de l'interruption du courant et en consé- quence de l'action du compound, le moteur devient partielle- ment desexcité au démarrage et surexcité au freinage, c'est- à-dire dans les pires conditions possibles pour supporter le saut de tension qui est positif au démarrage et négatif au freinage.
Par la présente disposition, ce fait est éliminé, puisque par un simple dispositif, l'excitation des moteurs est auto- matiquement augmentée pendant la commutation si l'on passe d'une tension plus basse à une plus élevée (démarrage) et au- tomatiquement diminuée lorsqu'on passe d'une tension plus élevée à une plus basse.
Le dessin annexé donne un exemple explicatif du dispositif; dans la figure on a éliminé pour la simplicité, tous les organes et les appareils accessoires qui sont indépendants du
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dispositif en question. On suppose encore,pour simplifier, qu' il s'agit de régler un seul moteur M auquel on fait supporter par exemple quatre sauts de tension entre les tensions: 0-125- 250-357-500 au démarrage, et inversement entre les tensions: 500-375-250-125-0 au freinage.
Dans ce but, on suppose que les balais 0, 125, 275, 500 du tambour 0 du controller de manoeuvre se maintiennent en perma- nence aux tensions 0, 136, 375, 600 et que les autres balais 1 et 8 du même tambour 0 représentent les bouts du circuits d' armature de M, Nous aurons ainsi cinq positions de marche:
0 - les deux armatures en court-circuit
I - " " " alimentées entre 0 et 125
II - " " " " " 125 et 376 III - " " " " " 0 et 376
IV " " " " 0 et 500
Le circuit d'armature comprend l'armature A, l'excitation en série s et le rhéostat de commutation R dont la connexion et la déconnexion sont commandées automatiquement par le re- lais différentiel I chaque fois que le controller passe d'une position à la position suivante.
Le circuit de l'excitation en dérivation est alimenté d'une façon permanente entre 0 et 125, c'est-à-dire à une tension constante et comprend les bobines de champ en série avec le rhéostat de champ 2 qui peut etre mis en court circuit par les balais 10, 11 qui s'appent sur le tambour c' coaxial avec 0. Le tambour 0 est mis en mouvement (directement ou in- directement) par l'ouvrier, tandis que c' est relié à l'aide as l'articulation N par laquelle c' tourne solidairement avec 0 Jusqu'à, ce que la rotation se produise dans un sens détermi- né, puisque la dent 2 solidaire de c' appuie constamment ou contre la paroi x (démarrage) ou contre la paroi - (freinage) de la cloche g solidaire du tambour 0.
De cela vient que les contacts sur c' sont orientés différemment par rapport aux contacts sur ensuivant que l'ouvrier tourne le tambour dans un sens ou dans le sens opposé.
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Plus précisément: si l'ouvrier fait tourner 0 de gauche à droite, c'est-à-dire s'il passe de O à I, de r à II, etc,., alors 2 prend contact sur x et les contacts sur C' restent orientés comme montré dans le dessin, de manière que la li- gne moyenne du plein sur C' coïncide avec la ligne moyenne du vide sur 0: si au contraire, la rotation se produit dans la direction opposée, alors p prend, en premier lieu,contact avec , et l'orientation relative des contacts est telle que la ligne moyenne du plein des contacts de c et de c' coïnci- de .
Le premier cas correspond à la manoeuvre de démarrage et la figure met en évidence que l'excitation shunt moinare (r inséré) se produit lorsque .Ç se trouve fixé dans l'une des positions de démarrage (C-I-II-III-IV) et l'excitation est plus énergique pendant que l'on passe d'une position l' autre. Au démarrage, les moteurs sont donc surexcités au passage d'une plot à l'autre.
Le deuxième cas correspond à la manoeuvre de freinage. On doit alors supposer que les contacts ae C' sont déplacés à gauche, par rapport à la position indiquée au dessin, de la quotité nécessaire pour que les contacts de C' viennent sur la même ligne moyenne des contacts de C. La rotation préli- minaire de 0 par rapport à C', à cause du jeu dans le joint N devra être évidemment, égale à la moitié de la distance an- gulaire qui passe entre chaque position et la position sui- vanteDans ces conditions, le moteur estsurexcité pendant que le controlJ.er 0 reste dans une quelconque des positions de marche et désexcité pendant le passage d'une position à l'autre.
Il en résulte que les moteurs sont desexcités avant que les contacts principaux ne soient établis et que l'action de contre-compound exercée par le courant de freinage ne se produise. Un phénomène analogue se produit dans la manoeuvre inverse de démarrage dans laquelle ils deviennent,, au contrai-
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re, surexcités avant que l'action de compound exercée par le courant de démarrage ne se produise, après que les cir- cuits principaux ont été fermés.
Les avantages qui déri- vent du présent arrangement sont les suivants: a) réduction des maxima de courant puisque la fermeture des circuits principaux,après chaque commutation,est précédée d'un état de surexcitation dans les moteurs au démarrage et de désexcitation au freinage; b) réduction du courant à interrompre, lequel est réduit non seulement à cause de l'introduction automatique de R mais encore par ledit jeu des excitations; c) disponibilité d'une plus grande excitation au freina- ge par rapport au démarrage, ce qui est parfaitement rationnel, si l'on considère que pendant le démarrage l'excitation en série est additionnée à celle en shunt et qu'au contraire pendant le freinage elle en est soustraite.
Dans la disposition décrite, un relais différentiel fonc- tionnant à chaque passage du controller d'une position à l' autre, commanae l'insertion et l'exclusion des rhéostats de commutation insérés dans les circuits d'armatureLe même ré- sultat peut être atteint moyennant une autre disposition préférable$ dans laquelle le contrôle desdits rhéostats est directement commandé par le controller lui-même, à l'aide d' un dispositif analogue à celui qui effectue l'insertion et la mise en court-circuit du rhéostat de champ, de manière que tout relais soit supprimé-,
Le dessin annexé (fig.2) représente schématiquement les circuits modifiés d'après cette disposition,, en supposant un seul moteur et trois seuls degrés de tensions de réglage, par exemple de 125-375-500 Volts..
Dans cette disposition, toutes les positions correspondant à la marche dU moteur sont dédoublées et respectivement in- diquées en I-I', 11-lite III-III', IV-IV'. Le cylindre de
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commande présente deux joints à engrenage différentiel. L'un deux M, sert à établir un décalage divers (suivant que la ro- tation du cylindre est effectuée dans le sens du démarrage ou dans le sens du freinage) entre la position des contacts prin- cipaux par le cylindre 0, et celle des contacts portés par le cylindre c', commandant les contacts 10-il pour l'insertion et la mise en court-circuit du rhéostat r du champ.
L'autre N accomplit une action analogue à l'égard des contacts du cylindre 0" qui fait l'insertion et la mise en court-circuit du rhéostat R inséré dans le circuit d'armature.
Dans ce cas, par l'effet du joint N, on a ceci que pendant le démarrage dans toutes les positions de contrôle I-I', II-II' III-III', IV-IV', le rhéostat r est inséré, étant mis en court-circuit pendant les passages entre I'-II, II'-III, III'-IV, pendant lesquels on interrompt le circuit d'armatu- re. Pendant le freinage on a un effet contraire. Pour cela, il suffit que l'angle de la course folle de 0 à l'égard de c' soit égal à la moitié de l'intervalle angulaire existant entre I-II, II-III, III-IV, ainsi que entre l'-II', Ii'-III' III'-IV'.
Pour la connexion relative entre C-C', la disposition es. arrangée de manière que pendant le démarrage., c' soit orien- té à l'égard de c de manière que R soit inséré en I-II-III- IV (position que l'on rencontre en premier lieu après chaque commutation) pendant le démarrage et que R soit court-circui- té en I'-Ii'-III'-IV'. Pendant le freinage au contraire R est inséré en l'-II'-III'-IV' (position que l'on rencontre en premier lieu pendant le freinage) et R est court-circuité en
I-II-III-IV.
En outre, aussi bien dans la manoeuvre de démarrage que dans celle de freinage, R doit etre inséré pendant la com- mutation des circuits d'armature.
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Il suffit pour atteindre ce résultat que la course folle de C à l'égard de C' corresponde a une rotation angulaire égaler l'angle compris entre les positions I-I', II-II', III-III', IV-IV'.
Pour plus de clarté, on a indiqué,par des lignes continues, les positions de C" et de 0", à l'égard de 0 pendant le dé- marrage ( rotation à droite de 0) et par des lignes pointil- lées celles relatives au freinage (rotation à gauche de C).
Afin de conserver la stabilité de l'orientation entre les parties du cylindre de contrôle, il est nécessaire que non seulement le cylindre 0 soit pourvu comme d'ordinaire d'une roue crénelée (roue de sensibilité) dans laquelle s'engage un butoir à rouleau pourvu d'un ressort en correspondance des positions exactes du controller, mais des dispositions analogues devront être adoptées pour les cylindres c'-C".
Tous les butoirs seront pivotants sur la carcasse du con- troller de manière que la résistance qu'ils présentent à I' égard de ladite carcasse soit plus grande que la résistance du frottement existant entre C-C' et 0-0".
Supposons que la circonférence soit divisée en 27 parties,
La roue de 0 portera seulement les encoches nécessaires pour affermir les positions O-I-I'-II-II'-III-III'-IV-IV', tandis que chacune des roues de C' et ae 0" présente 27 en- coches de manière que leur orientation soit toujours définie.
Dans le cas supposé,la course folle à chaque Inversion de rotation de 0 est de trois pas pour C' et seulement de deux pas pour C".
En ce qui concerne le fonctionnement, il suffit de noter qu'aussi bien pendant le démarrage que pendant le freinage, chaque tension est appliquée à l'armature, R étant d'abord inséré et ensuite R étant court-circuité. ce qui a pour ef- fet de réduire les coups du courant au passage d'une tension appliquée a l'autre @
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Naturellement) cette disposition est applicable au cas ou on a deux ou plusieurs moteurs accouplés en série ou en pa- rallèle;
le nombre des degrés de tensions à appliquer aux armatures desdits moteurs peut aussi varier, puisque cela nécessite seulement à modifier le nombre des contacts por- tés par le cylindre C et le nombre des positions de contrô- le, mais non la structure et l'orientation relative des cy- l.indres C'-C", dans lesquels on devra seulement augmenter correspondamment le nombre des contacts.
, Une partie des résistances R pourra être encore contrôlée par un relais agissant avant ou après, tandis que l'autre partie sera contrôlée directement par le controller. Si ce relais doit agir en premier lieu pour court-circuiter la partie de R qui dépend de lui, les contacts qui mettent en action le relais différentiel devront etre fixés sur le cy- lindre c et etre mis en circuit soit dans les positions I-II-III-IV, ou dans les positions l'-II'-III'-IV'. Si au contraire, ce relais doit ensuite entrer en action,lesdits contacts seront disposés sur C' de manière analogue à ceux qui mettent en court-circuit les balais 6-7 de manière qui au démarrage, le relais différentiel agisse seulement en
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x-l'I-IIIt-1V! et au freinage seulement en 1-11-111-IV.
Enfin, il faut observer qu'un moteur excité en série se comporte exactement comme une simple résistance. Par consé- quent, on peut même remplacer totalement ou partiellement la résistance R par un moteur excité en série ; et capable
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d e ,gendrer une force contre-éiectromotce convenable,calé sur le même arbre qui porte le groupe dynamotorique fonction- nant en diviseur de tension et rendant disponibles les trois tensions fondamentales 125-250-375. Ce moteur sera inséré dans le circuit dans la place précise qui est occupée par la partie de la résistance R qui est remplacée par ledit mo- teur.
Dans ce cas, la puissance absorbée par ledit moteur n'est pas complètement dissipée sous la forme de chaleur;
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elle est au contraire régénérée et renvoyée dans le circuit à travers le groupe dynamotorique fonctionnant en diviseur de la tension, auquel ce moteur auxiliaire est relié méca- niquement puisqu'il est calé sur le même arbre.
REVENDICATIONS 1. système de contrôle des moteurs de traction à courant continu excités en compound, avec emploi de diviseurs de tensions dynamotoriques, caractérisé en ce que' en série avec les enroulements d'excitation shunt est con- necté un rhéostat disposé et actionné de manière que pendant les déplacements relatifs au démarrage,il soit inséré lorsque le controller est dans une position de courant, et exclu pendant les passages d'une position à la position suivante, tandis que pendant les dépla- cements relatifs au freinage, il est exclu lorsque le controller est dans une position de courant et inclus pendant les passages d'une position à la position sui- vante.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.