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Procède et dispositifs pour le réglage du fonctionnement des moteurs électriques à excitation compound et à récupération.
Cette invention a pour objet un procédé et les dispositifs correspondants pour le réglage des moteurs compound pour toutes les applications dans lesquelles on désire simultanément une grande souplesse de fonctionnement une gamme importante de blesses et la récupération d'énergie lors des ralentissements ou des arrêts ou dans certaines conditions de marche à vitesse constante telles que la force électromotrice
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électromotrice de la machine fonctionnant en génératrice dépasse la tension de la ligne d'alimentation.
Rel est, à titre d'exemple, le cas de la traction électrique par moteurs compound alimentés sous tension constante pour laquelle les moteurs doivent assurer un démar- rage très souple, une grande gamme de vitesses et le freinage par récupération lors des ralentissements et des arrêts ou, à vitesse constante, dans les déclivités.
Les trois desiderata : grande souplesse large gamme de vitesse taux élevé de récupération ne peuvent être réalisés simultanément sans dispositions spéciales.
La souplesse pendant le démarrage impose pour l'ex- citation série une valeur élevée eu égard à l'excitation shunt ce qui ne peut être réalisé que par l'emploi d'un grand nombre de spires sur l'enroulement inducteur série.
La réalisation d'une gamme de vitesses très importante impose par contre une faible valeur de l'excitation série vers la fin du démarrage car la desexcitation de l'enroulement shunt conduit, pour un même couple résistant' sur l'arbre du moteur, à un accroissement de l'intensité absorbée par l'induit et par l'enroulement inducteur série en sorte que si le nombre des spires de l'excitation série n'est pas très faible on reproduit sous forme d'ampères tours inducteurs série la majeure partie des ampères tours inducteurs shunt que l'on avait supprimés pour accroître la vitesse.
Cette dernière, en définitive, varie très peu lors du fonctionnement correspondant à une faible exci- tation shunt.
De
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De même lors de la récupération, l'excitation série exerçant par rapport à l'excitation shunt une action différentielle, il importe, pour réaliser le taux maximum de récupération, d'avoir le nombre de spires série le plus faible eu égard à la stabilité de fonctionnement en génératrice.
Le procédé d'après 1' invention consiste à soumettre l'excitation série à un shuntage à un ou plusieurs degrés pendant l'augmentation de vitesse du moteur à partir d'une certaine vitesse de ce moteur, et à maintenir ensuite ce shuntage, et à maintenir ensuite ce shuntage à sa valeur maxime pendant les diminutions';: ou variations de vitesse jusqu'à l'arrêt ou au voisinage de l'arrêt du moteur,en permettantainsi d'obtenir l'excitation série maxima pour le début du démarrage assurant une grande souplesse, au début de ce démarrage, avec une gamme très importante de vitesses grâce à la réduction de l'excitation série, tandis que, d'autre part, grâce au maintien de l'excitation série la plus faible, on assure pendant la réduction de vitesse un taux élevé de récupération d'énergie.
A cet effet, l'excitation série, présentant sa valeur maxima au début du démarrage, est shuntée à un ou plusieurs degrés à partir d'une position déterminée de l'organe de commande du combinateur et également pour toutes les positions correspondant des vitesses de plus en plus élevées, tandis que pour tout mouvement inverse de cet organe de commande le shuntage maximum de l'excitation série reste réalisé jusqu'à la position du combinateur qui correspond au premier cran
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cran de marche normale.
Entre cette position et la position qui correspond à l'arrêt complet, le shuntage est supprima.
Dans le dessin annexé qui représente schématiquement des exemples d'exécution de dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé d'après l'invention:
Fig.1 se rapporte au cas d'utilisation d'un seul moteur et de deux degrés de shuntage de l'excitation série, Fig.2 représente schématiquement un équipement de traction électrique à récupération d'énergie à deux moteurs compound disposés de manière permanente en série.
Il n'est dans cet exemple prévu qu'un seul degré de shuntage.
Fig.3 est une élévation avec coupe partielle du dis- positif mécanique de commande de shuntage.
Fig.4 est une coupe suivant A-B de fig.3.
Dans la forme d'exécution de fig.l, le moteur compound comportant un enduit 1, une excitation série 2 et une excitation shunt 3, avec rhéostat de réglage 4 est disposé entre les bornes 51 et 52, d'une source d'énergie électrique.
La manette 6 dé commande du combinateur comporte deux butées 71 et 72 déplaçant grâce à un ergot 8 solidaire d'un revoi 9 le contact 10 sur les plots 11,12 qui correspon- dent aux extrémités de la résistance 13 de shuntage de l'excitation série.
On voit en fig.l que le contact 10 n'est mis, grâce à la butée 71 en relation avec le plot 11 que pour la position 143 de la manétte 6 du combinateur.
Pour
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Pour les positions 141 et 142 l'excitation série est maximum,
Pour la position 143 l'excitation série est shuntée par les résistances 131 et 132.
Pour la position 144 l'excitation série est shuntée par la résistance 132 seule.
On voit également que l'excitation série reste shuntée pour toutes les positions 144 à 141 correspondant au déplacement inverse de la manette.
Entre la position 141 et la position 140 grâce à la butée 72 le shuntage est supprimé.
Dans l'exemple de réalisation de figso 2 à 4, la résistance 15 (fig.) de shuntage des enroulement induc- teurs série 161 et 162 est disposée aux bornes de ces derniers à partir de la position V de l'hélice du combinateur pour une manoeuvre de ce dernier correspondant à des vitesses croissantes. Par contre, elle reste dans la même situation, pour toute manoeuvre inverse jusqu'à la position III qui correspond à la première position de marche normale, les positions 1 et II étant des positions temporaires de démar- rage sur les résistances R1 R3 et R2 R3.
Un segment conducteur circulaire 17 (figs.3 et 4) porté par une douille 18 tournant à frottement doux autour de l'arbre 26 du combinateur est de manière permanente en contact électrique, grâce à ucâble souple 19, avec le segment R3 qui correspond à une des extrémités de l'excita- tion série.
Le segment 17 porte à une extrémité un secteur en matière isolante 20, il est de plus isolé par une bague en matière
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matière isolante 21 du segment circulaire 24 disposé immédia- tement au-dessous.
On voit que grâce au frottement du doigt de contact 25 (fig4) sur le secteur isolé 20, le segment 17 reste immobile lorsque l'hélice du combinateur est manoeuvrée dans le sens correspondant aux vitesses croissantes jusqu'à la position V.
A partir de cette position la butée 22 solidaire de l'arbre 26 de l'hélice venant en contact avec l'épaulement 231 du segment 17, entraîne ce dernier, ce qui a pour effet de réunir l'extrémité libre de la résistance de shuntage 15 à l'extrémité R3 de l'enroulement inducteur série.
Ce dernier est donc shunté pour toutes les positions marquées V à VIII de l'hélice de combinateur et correspondant à âes vitesses croissantes.
Par contre si l'on déplace l'hélice clans le sens opposé, le segment 17, grâce au frottement qu'exerce le doigt de contact 25 reste immobile.
Cependant, dès que la butée 22 est venue en contact avec l'épaulement 232 du segment 17, cedernier est entraîné.
On voit aisément que l'excitation série reste shuntée jusqu'à la position III de l'hélice du combinateur qui est la dernière position de récupération normale.
Entre la position III et la position II le doigt de contact 25 quitte le segment 17 pour le secteur isolé 20, puis quitte également ce dernier.
L'excitation série n'est plus shuntée à partir de ce moment et le combinateur, après retour à la position initiale, est prêt pour un nouveau démarrage.
On pourrait, bien entendu, pour la commande du contact 10 de figs 1 ou 17 de fig.2 du combinateur, utiliser tout dispositif voulu, mécanique, électrique ou(autre.
L'invention
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L'invention s'applique aux moteurs compound pour tou- tes applications et peut ëtre étendue à la commande par un même combinateur d'un nombre quelconque de moteurs couplés en série, en parallèle ou en série parallèle.
REVENDICATIONS
1 ) Procède pour le réglage du fonctionnement des moteurs électriques à excitation compound, et à récupé- ration, consistant à soumettre l'excitation série à un shun- tage, à un ou plusieurs degrés, pendant l'augmentation de vitesse du moteur à partir d'une certaine vitesse de ce moteur, et à maintenir ensuite ce shuntage à sa valeur maxima pendant les diminutions ou variations de vitesse jusqu'à l'arrêt ou au voisinage de l'arrêt du moteur, en permettant ainsi d'obte- nir l'excitation série maxima pour le début du démarrage assurant une grande souplesse au début de ce démarrage, avec une gamme très importante de vitesses grâce à la réduction de l'excitation série, tandis que, d'autre part,
grâce au maintien de l'excitation série la plus faible pendant la réduc- tion de vitesse, on assure un taux très élevé de récupération d'énergie .