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"EQUIPEMENT ELECTRIQUE, APPLICABLE AUX VEHICULES DE TRACTION ELECTRIQUE .PERMETTANT LE DEMARRAGE AUTOMATIQUE DES MOTEURS ET ASSURANT LE FREINAGE PAR
RECUPERATION D'ENERGIE SUR LA LIGNE"
Les moteurs habituellement employés en traction élec- trique sont du type à excitation série dont la caractéristique vitesse-couple est auto-régulatrice de puissance.Le démarrage de ceux-ci steffectue par suppression progressive de résistances appropriées, opérée judicieusement sous l'action d'un relai d'intensité ou à la main.
La tension en ligne est à chaque instant équilibrée par la chute ohmique dans la résistance restant intercalée et par la forée contre-électromotrice développée par le moteur.Cette force croît graduellement avec la vitesse communiquée au moteur, alors que le flux des inducteurs est maintenu pratiquement constant dans les faibles limites de variation du courant absorbé.
L'équilibre des tension-s à tout moment est donné
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par la formule : U = RI ¯ KN @
On peut concevoir d'agir sur le flux plutôt que sur la résis- tance intercalée, la diminution du flux déterminant l'augmen- tation de la vitesse :un moteur à enroulement shunt ou compound, dont l'excitation serait graduellement et judicieux sement réduite, satisferait à ce mode de fonctionnement.
Un flux réduit de moitié par degrés successifs porterait la vitesso du simple au double. Cette valeur étant atteinte, on pourrait doubler la tension appliquée au moteur (par modification de couplage, par exemple, avec d'autres mo- teurs identiques) et revénant au flux initial, la vitesse ne serait pas modifiée ; de nouveau, on diminuerait le flux pour porter la vitesse du moteur au double ,de la valeur atteinte et ainsi de suite jusqu'au moment où le moteur, étant sous pleine tension et flux réduit serait porté à sa pleine vitesse et équilibrerait par son couple x I (@ étant le flux réduit et I l'intensité absorbée) le couple résistant;
C'est ce que met en évidence le diagramme repré- sente sur la fig. 1 des dessins ci-annexés.
Les courbes en traits pleins, 1, '2, 3 représentent les vitesses du moteur en fonction de l'intensité absorbée. Le moteur étant alimente successivement, par exemple, sous U,U et
42 U, le flux d'excitation étant maintenu dans tous les cas à sa valeur constante par excitation indépendante.
Les courbes en traits pointillés 1', 2', 3' qui fixent les mêmes fonctions vitesses-intensités, se rapportent à un flux d'excitation réduit dans une certaine proportion par rapport au fl@@ initial.
Par réduction du dit flux, le moteur étant alimenté sous U/4 on peut amener 1' à coïncider avec 2, puis passer à 2 avec alimentation sous une tension et avec le flux initial.' Ensuite par désexcitation progressive, on peut amener à coïncider avec 3, ce qui permettra l'alimentation sous U .
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avec de nouveau, flux initial, puis par diminution de ce/flux on déterminera une nouvelle montée de vitesse en 3'.
En pratique, la réduction du flux à la valeur moitié de la valeur normale ne peut être réalisée en raison des difficultés de commutation que présenteraient des moteurs normalement dimensionnés en marche à flux réduit. On est donc forcé de limiter cet affaiblis- sement du champ à une certaine valeur représentée, à titre d'exemple, par les courbes 1', 2', 3'. Par suite lorsque sera au point de fonctionnement situé en a sur la caractéristique l' et que la tnesion d'alimentation passera de U/4 à U/2 dans le même temps que le flux des moteurs reprendra sa valeur maximum, le nouveau point de fonctionne- ment sera situé en b sur la caractéristique 20 L'intensité du courant absorbé augmentera brusquement de la valeur I1 à la valeur I2, ce qui est un inconvénient..
Afin d'obvier dans une certaine mesure à cet inconvénient, on peut donner aux moteurs, la caractéristique compound par l'adjono-! tion d'un enroulement série concordanto Le diagramme de la fig. 2 se rapporte à ce cas et représente les courbes : vitesses en fonction des intensités avec plein flux et avec flux réduit. L'allure de ces courbes est plus plongeante, il en d'alimentation à une tension plus élevée s'effectuera avec moins de variation de l'intensité du courant absorbé : 1 à 1 Dans les systèmes définis précédemment, qu'il sagisse de réglage rhéostatique ou de réglage des flux, les tensions d'alimentatimn variables aux bornes des moteurs sont obtenues par couplage des moteurs en série, série parallèle ou parallèle.
Le passage de l'un à l'autre couplage déterminé par l'observation de l'intensité absorbée, stopère automatiquement ou non.
La présente invention, système F. LEJEUNE a pour objet
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1) d'assurer le réglage automatique de l'excitation de moteurs à excitation indépendante ou compound pendant le démar- rage des dits moteurs, opéré en modifiant le flux de ceux-ci ; 2) d'effectuer le réglage automatique en question en assu- rant un couple accélérateur sensiblement constant dans les limi- tes permises pour avoir une bonne commutation des moteurs et pour :répondre au mieux aux exigences du démarrage des voitures automotrices ;
3) de permettre la récupération sur la ligne d'alimentation, de l'énergie de freinage ou de l'énergie due à la déclivité par réversibilité du système et dans les mêmes limites indiquées précédemment.
Obtenir un couple d'accélération constant pendant le courant absorbe démarrage revient à réaliser la loi vitesse constante ou 1 = cte pour une tension d'alimentation des moteurs constante.
Une première disposition de l'invention permettant de réaliser cette loi est celle représentée par la fig. 3. Elle est caractérisée par l'emploi dune excitatrice L entraînée à vitesse constante, du type classique à trois enroulements d'ex- citation : shunt sh, indépendant d et série S. La fig. 4 repré- sente la caractéristique à vide (courbe 1") de cette excitatrice E en fonction des spores-tours totaux d'excitation. La partie initiale de cette caractéristique se confond avec la droite 2" représentant la @ension aux bornes de l'enroulement shunt sh de cette machine en fonction des ampères-tours de cet enroulement shunt.
Il est counu que dans une telle machine les ampères- tours de 1'enroulement série S doivent équilibrer les ampères-tours de Incitation indépendante d pour permettre le fonctionnement de la machine sur sa courbe caractéristique.
Si AB représente les ampères-tours de l'excitation shunt créés
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par une tension supposée existante,a priori,aux bornes de cet enroulement shunt et que BC représente les ampères-tours de l'excitation indépendante, CB représente les ampères-tours antagonistes de l'excitation série. Par conséquent les inten- sités des courants parcourant les enroulements indépendant d et série ,S sont proportionnelles, CB les représente à des échelles différentes. Si on appelle Id le courant circulant dans l'enroulement d'excitation indépendante d et IS le cou- rant circulant dans l'enroulement d'excitation série S , on a toujours : Is/Id @ constante = k L'enroulement 4 de l'excitatrice 3 de la fig. 3 est alimenté par une excitatrice pilote 1 entrée par le véhicule.
L'en- roulement série S, est parcouru par le courant du moteur M. Le courant Id est proportionnel à la vitesse du véhicule , comme Is = k , il en sera de même pour le courant Is. On a done bien Id Is = q x N (q étant une constante et N la vitesse du véhicule), par suite q, le démarrage s'opérera à couple constant.
Léquation d'équilibre U = RI +KN # exige que pour I et N déterminés, le flux s'ajuste à la valeur voulue.
La tension aux bornes de 1 excitatrice sétablira à une valeur donnée sur sa caractéristique telle que le courant le débité par l'excitatrice et circulant dans l'enroulement d'excitation indépendante P du moteur M, corresponde à l'établissement de ce flux requis par l'équation déquilibre. La valeur de le diminuera au fur et à mesure que la vitesse augmentera. Le démarrage du moteur s'ocrera donc automatiquement à couple constant, indépendamment de la saturation du moteur.
On voit que sous l'effet de l'excitatrice pilete f actionnée par le véhicule lui-même et en réglant judicieusement l'excitation de celle-ci, on détermine
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simultanément à chaque instant, la réduction du flux moteur et l'augmentation d'intensité absorbée par le moteur.
Supposons cette disposition appliquée à quatre moteurs, chaque moteur possédant une excitatrice E, la tension du réseau d'alimentation étant U. La fig. 5 représente le dia- gramme des intensités absorbées par moteur au cours du démarrage en fonction de la vitesse des moteurs. Les quatre moteurs sont d'abord couples en série,la tension appliquée à chacun des moteurs est donc @. Le début du démarrage est obtenu par l'insertion de
4 - résistances de démarrage. De m'en m , le démarrage est opéré à courant et flux constants, par remploi des résistances de démar- rage.
En m les excitatrices E sont alimentées par les excita-
2 trices pilotes f, les résistances de démarrage sont court-circui- tées, le démarrage se poursuit automatiquement jusqu'en n1 avec I/Ns @ constante. En n ,les moteurs sont couplés en série-parallèle, N l la tension d'alimentation par moteur devient 11 . Le courant absorbé par les moteurs est ramené de la valeur Ir à la valeur Il (fig. 5), par le jeu de l'excitatrice E, en intercalant une résistance dans le circuit de l'excitation indépendante de l'excitatrice E (fig. 3) et par suite le flux des moteurs reprend sa valeur maximum. Le point de fonctionnement passe en q , la valeur du courant d'excitation Id est la même qu'en m ..
2
De q2 en 11 le fonctionnement est automatique comme suivant m n . En r les moteurs sont couplés en parallèle, la
2 1 1 tension d'alimentation par moteur devient U. De nouveau le courant absorbé est ramené de la valeur Ir à la valeur I1 (fig.5) par le jeu de l'excitatrice E, en intercalant une nouvelle résis- tance dans le circuit de l'excitation indépendante d de l'exci- tatrice E (fig. 3), et par suite le flux des moteurs reprend sa valeur maximum. Le point de fonctionnement passe en t , la valeur du courant d'excitation Id est alors la même qu'en m22 et q . De t 2 2 2
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en u ,le fonctionnement est automatique.
Les caractéristiques de l'enroulement d'excitation ? du moteur 11 sont prévues pour qu'en u 2 le courant le soit nul. L'action de l'excitatrice E est alors supprimée et le fonctionnement se poursuit suivant u2 v2, d'après la caractéristique série des moteurs.
2 2
La figure 5 montre également la loi de variation du couple en fonction de la vitesse (courbe A H I). Le réglage de l'excitation de l'excitatrice pilote f est effectué pour que la valeur du couple en A soit légèrement inférieure au couple de patinage, le démarrage s'effectuera à accélération pratique- ment constante et par conséquent dans le temps minimum.
Cette disposition suivant la fig. 3 peut être employée pour assurer la récupération. L'excitatrice pilote f est remise en service après que les connexions de l'excitation indépendante d été inversées, le point de fonctionnement passe en v'(fig. 5). Les moteurs étant couplés en parallèle,
2 le fonctionnement se fait suivant la caractéristique v@ 2 t' 2'
2 2 par l'effet du courant débité sur la ligne, la vitesse . baisse, ce qui produit une augmentation du flux et une diminu- tion de l'intensité débitée. En 5' 2' les moteurs sont couplés en série -parallèle., et fonctionnent sous la tension U , une
2 résistance du circuit de l'excitation ,± est court-circuitée et la marche se poursuit suivant s'q'.
En q' les moteurs
2 2 2 sont couplés en série et le fonctionnement se termine suivant p2 m' 2. Le courant d'excitatin Id fourni par les excitatrices pilotes! diminue graduellement avec la vitesse pour satisfaire à la relation Id/N = cte. Le couple de freinage fourni par les moteurs sera lui-même constant (droite A'F'I' de la fig. 5).
Le système ainsi réalisé est stable et peu sensible aux variations brusques de tension en ligne. Une hausse brusque de celle-ci, par exemple, tend à accroître le courant absorbé par les moteurs de traction, mais la tension aux bornes de l'excitatrice E s'élève, ce qui détermine le renforcement du
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flux des moteurs et s'oppose ainsi à la hausse trop marquée de l'intensité.
Il convient de remarquer quavec le dispositif qui vient d'être décrit et qui est représenté schématiquement par la fig, 3, on est amené à faire fonctionner les moteurs avec la moitié' de leu: flux normal pour un courant égal à deux fois le courant normal, ce qui peut dans certains cas présenter quelques difficultés au point de vue de la commutation. Il est alors nécessaire de limiter le courant maximum du moteur à une valeur inférieure à 2 In - In étant le courant normal corres- pondant au point m1 de la fig. 5 - compatible avec une bonne commutation.
Le dispositif de la fig. 3 permet d'obtenir ce résultat. Le diagramme de la fig. 5 montre que si on veut pen- dant le démarrage limiter le courant maximum du moteur à la valeur I3,il suffit lorsqu'on arrive en n sur la caractéris- tique m n , d'alimenter l'enroulement d'excitation indpen-
2 1 dante d de l'excitatrice E sous une tension constante en supprimant la connexion avec 1=excitatrice pilote ±. La vitesse du moteur s'élève de n en r à intensité constante. On opérera
2 2 de même sur la caractéristique q 2 r 1 pour obtenir un fonction- nement à intensité constante de v en s .
Dans l'exemple de la
2 2 fig. 5 on a pris I3 =1,6 1
Le dispositif montré par la fig. 6 permet dobtenir une limitation automatique du courant du moteur à telle valeur convenable. Le réglage du courant se fait toujours par une excitatrice E à trois enroulements d'excitation.
L'enroulement série S est encore parcouru par le courant du moteur, mais l'enroulement d'excitation indépendante d est alimenté par deux tensions en opposition : celle du réseau de traction de valeur U et celle de l'excitatrice 1 elle,;-même*
Pour faire varier la vitesse du train de 1 à 2
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par exemple, le flux sera réduit de moiti: etle courant d'excitation Ie du moteur variera suivant la courbe de la figure 7 qui résulte de la courbe de magnétisation du moteur.
La tension U de l'excitatrice E variera suivait la même loi
E puisque UE = r le (r étant la résistance de l'enroulement P).
Si on trace en fonction de la vitesse la courbe de la tension UE et de la tension du réseau U (fig. 8), le cou- rant Id dans l'enroulement indépendant d de l'excitatrice E sera donné par la différence entre les deux tensions U et UE, divisée par la résistance de l'enroulement d. On obtiendra ainsi la courbe donnant la relation Id = f (il) = k' Is.
Par un choix judicieux des valeurs des deux tensions, on pourra obtenir une famille de courbes telles que celles indiquées sur la fig. 9.
Pour un rapport donné entre le courant à. demi-flux et le courant à plein flux, il existe une relation bien déter- minée entre les tensions U et U.
E
Cette relation peut conduire à un courant d'excitation le du moteur relativement faible et à une dimension de fil assez faible sur les électros. Lorsqu'il y a plusieurs moteurs de traction, cet inconvénient est facilement évité en connectant les excitatriees E des différents moteurs, en série, ce qui divise la tension d'excitation de chaque moteur par le nombre de moteurs ; on peut d'ailleurs la diminuer dans de plus grandes proportions au moyen d'un potentiomètre réglable qui permet de modifier la loi de variation du courant 1 des mo- s teurs. La fige 10 représente à titre d'exemple le montage du système avec deux moteurs et alimentation des enroulements d et d2 des excitatrices E1 et E2 par potentiomètre.
Enfin on peut 'utiliser une source auxiliaire (génératrice entraînée par groupe auxiliaire ou batterie d'accumulateurs) ce qui a l'avantage de rendre le courant Is indépendant des variations de tension du réseau.
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La valeur moyenne du couple'du moteur de traction peut être ainsi conservée égale à la valeur normale corres- pondant au courant normal de Is et au flux normal, entre les limites de vitesse considérées, le démarrage est ainsi aussiIs rapide que dans le démarrage rhéostatique ordinaire. La loiN cte ntest pas réalisée rigoureusement à chaque instant du démarrage mais seulement en valeur moyenne. La. valeur du couple moteur 0 en fonction de la vitesse N a l'aspect montré par la figure 11.
La loi de variation du couple C en fonction de la vitesse N, ainsi obtenue est plus favorable pour la commu- tation du moteur que celle que l'on aurait en conservant constante car pour une vitesse 2 N l'intensité du courant est N nettement inférieure à 2 In. Aux vitesses intermédiaires, la valeur du courant est plus élevée que celle correspondant à Is/N = cte. Mais ceci est sans inconvénient, car à ces vitesses la commutation n'est pas difficile.
La diminution de la valeur du couple pour les vi.. tesses élevées présente un avantage important au point de vue du patinage et on retrouve ainsi la caractéristique du moteur série dont le couple diminue lorsque la vitesse augmente. De plus le passage du couplage série @@ couplage série-parallèle, ou du couplage série-parallèle au couplage en parallèle des moteurs peut être ainsi fait à une vitesse moins, précise, le courant moteur n'augmentant pas sensiblement malgré une augmentation de vitesse assez considérable.
Ce dispositif peut être encore perfectionne en prévoyant dans le circuit de l'excitation indépendante d de ltexcitatrice E une génératrice f entraînée à une vitesse pro- portionnelle à celle du véhicule et dont la tension Uf s'ajoute à celle U de l'excitarice E elle-même (fig. 12).
Cette g@nératrice auxiliaire f est munie de deux enroulements d'excitation:l'un shunt y,
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l'autre z alimente à tension constante. L@ tension U/f de f l'excitatrice 1 varie avec la vitesse suivit la courbe montrée par la fig. 13 ; on peut d'ailleurs obtenir diverses carac- téristiques montrées par les fige 14 et 15. Ces caractéristiques sont réglables dans des limites très étendues par un choix judi- cieux des tensions UE, Uf et de la tension fournie par le po- tentiomètre de la fig. 10.
On voit qu'il est possible avec ce système d'obte- nir une partie de caractéristique analogue celle d'un moteur à excitation compound et devoir une vitesse à vide limitée.
Cette combinaison présente l'av@ntage de rendre la valeur du courant des moteurs moins sensible aun variations de tension du réseau , en effet la génératrice auxiliaire f étant excitée séparément par le réseau, sa tension varie dans le même sens et même proportionnellement si la machine est prévue non saturée. Comme cette génératrice ± est connectée en opposition avec le réseau, l'augmentation de sa force électromotrice atté- nue dans de fortes proportions la variation du courant Id lors- que la tension U du réseau varie.
Les différents dispositifs représentas par les fig. 6, 10 et 12 permettent également de réaliser le freinage par récupération il suffit d'inverser les connexions d'alimen- tation de l'enroulement d de l'excitation indépendante de l'excitatrice E.
Dans toutes les dispositions décrites pour illus- trer l'invention, lorsque l'on veut passer 1.e la marche normale à la marche avec récupération, les moteurs sont d'abord décon- nectés du réseau et on remet en service l'excitatrice E pour les nouvelles conditions de marche. Mais on ne peut reconnecter les moteurs au réseau d'alimentation que lorsque la f.e.m.des moteurs équilibre la tension du réseau. Le système montré par la fig, 16 permet de régler automatiquement le f'lux des moteurs pour obtenir l'équilibre des tensions défini précédemment.
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L'enroulement P de l'excitation séparée de E/est branché aux bornes de l'interrupteur A du circuit des moteurs, par l'in- termédiaire d'un interrupteur bipolaire B. Si la tension déve- loppée par les moteurs n'équilibre pas la tension ? de la ligne, il s'établit dans l'enroulement Pun certain courant Id et l'ac- tion de l'excitatrice E est telle que' la différence entre la tension du réseau et la f.e,m. des moteurs devient nulle. En effet le circuit principal étant ouvert, le régime d'équilibre du système est obtenu lorsque le courant des moteurs Is est nul et un tel régime ne peut être obtenu que pour une tension nulle aux bornes de l'interrupteur A. Il est ainsi possible après une marche sur lierre de faire une reprise ou d'établir le freinage en récupération sans aucun à-coup.
Avec les dispositifs décrits, pendant le démarrage ou le freinage, le couple peut être ajusta à la valeur moyenne désirée au moyen d'une résistance réglable placée dans le cir- cuit P de l'excitation indépendante de E, la variation du couple en fonction de la vitesse dépendant seulement de la valeur des tensions appliquées à 1''enroulement P.
On voit l'intérêt procuré par ce mode de démarrage : outre celui qu'il présente par la suppression des résistances - intercalées pendant les couplages série-parallèle et parallèle, il en existe un autre, qui résulte de ce que le passage du série au couplage série-parallèle puis le passage du couplage couplage sérié-parallèle au couplage parallèle s'effectuent plus tard que lorsqu'on emploie le système rhéostatique. Il en résulte que le courant pris en ligne est en fin de compte diminué.
Dans le système rhéostatique pour monter en vitesse de N é N los moteurs de traction seront groupés en série-
4 parallèle. Si IN est l'intensité normale de démarrage par moteur, le courant de ligne sera 2 1 . Pour la même
N variation de vitesse dans le système actuel, les moteurs
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resteront groupés en série et l'intensité prise en linge variera de IN à 1,6 IN à la fin par exemple, la moyenne s'éta- blissant à 1,5 environ. Il en sera de même pour passer de
N à N.
Enfin d'analyse :la consommation en ligne pour un même effort accélérateur se trouve diminuée. Il est à considérer que le système rhéostatique par les variations dintensité n@- cessaire qui résultent du passage d'un cran au suivant ne permet pas de maintenir une accélération approximativement constante.
On peut en restant dans le cadre de l'invention, combiner ltaction obtenue par ce mode de récupération avec celle de l'air comprimé à l'aide d'un électro-valve commandé par le courant de récupération.
Le système peut sappliquer au démarrage d'un ou de deux moteurs. Dans le cas d'un seul moteura on peut prévoir celui-ci à un ou deux collecteurs.
Un même fonctionnement du système peut être également obtenu en faisant agir,convenablement lexcitatrice pilote sur l'enroulement shut sh de l'excitatrice principale E.
La fig. 17 montre un schéma de couplage pour deux moteurs de traction en application du système représenté à la fig. 3 et pour lequel le courant maximum est égal à 2 In - In étant le courant normal.
M et M sont les deux moteurs de traction.
1
E et E les excitatrices à trois enroulements corres-
1 pondent aux moteurs 1 1 et M2. f et f les excitatrices pilotes.
Ps et Ps les enroulements d'excitation série des
1 2 moteurs 1 et 9
P et P les enroulements d'excitation indépendante des moteurs 1M1 et 2M2 alimentés par les excitatrices E1 et E2.
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S et S les enroulements d'excitation série des excitatrices E et E ,
1 sh et sh les enroulements d'excitaiton shunt des
1 2 excitatrices E et E .
1 2 d1 et d 2 les enroulements d'excitation indépendante des excitatrices E et E .
1 2
R ,R , R .....R : résistances.
1 2 3 6
Rd : résistance de démarrage.
1, 2, 3.......22 : contacteurs.
RL1, RL2, RL:2 : contacteurs.
1 2 - 2 , Q et Q. : inverseurs de marche.
G11 et G22 : controllers pour la commande des moteurs, la figure 17bis montre quels contacteurs sont fermés pour diffé- rentes positions des controllers.
Le manipulaieur représenté sur la fig. 18 permet de commander les différentes opérations nécessaires à la marche du train, à savoir : -Gran C : repos
1 - Cran 1': marche avec les moteurs restant couplés en série sur les résistances de. démarrage, pour permettre les manoeuvres du train à faible vitesse.
- Cran 2' : démarrage automatique des moteurs avec couple réduit pour éviter le patinage lorsque les rails sont glissants.
- Cran 3' : démarrage automatique des moteurs avec le couple normal.
- Cran R' : freinage avec récupération.
- Crans AV et AR : marche avant et arrière du train.
Les coup correspondant aux crans l'et 2' seront examinés ultérieurement.
Les controllers G et G sont commandés par des servo- moteurs (voir fig. 19). Les conducteurs m et n du servo-moteur
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de G 1 et et 4 du serve-moteur de G2 peuvent être connectés au pôle + C du manipulateur.
Suivant que ou n sont reliés à ee pôle C ,le serve-moteur de G tourne dans un sens ou dans l'autre de même pour 9 , De plus 1 losqu'un de ces conducteurs est relié au pâle + 0, le serre-moteur ne peut tourner que d'un tour dans le sens choisi, ce qui provoque le déplacement des doigts du controller d'un cran au cran suivant, à ce moment le contreller est immobilisé. Le schéma particulier de ces servo- moteurs n'est pas représenté, il correspond à un type de couplage eonnu.
DEMARRAGE - Le doigt du manipulateur (fig. 18) est placé au cran 3' et le doigt de marche avant au cran AV.Le conducteur du serve-moteur de G2 est relié au pôle ¯ 0 par l'intermédiaire de 1". Le controller 2 G2 se déplaça du cran 0 au cran PM (prépa- ration de la marche). Les relais RL , les contacteurs 14-16-
2 18-20 ainsi que s2 e2 - f st2 - k g2 - h 1 et p2 q2 se fer- ment (fig. 17 et 17bis).
Puisque la différence de potentiel aux bornes de RL1 est nulle, par suite, le relai Ro (fig. 19) ne fornctionne pas. Le circuit 37-38 est fermé et le servo-moteur de Galimenté par déplace le doigt du controller G 2 du cran PM au cran M (marche). RL1 se ferme mécaniquement à l'aide d'une came portée par l'arbre de G . Les moteurs sont couplés en série avec toutes les résistances de démarrage. Mais le contacteur 7 (fig. 17) étant ouvert, le démarrage ne s'opère pas encore.
G étant à la position M, le circuit 37-45 est
2 fermé. Le courant pénètre par m et commande G1 qui vient occuper le cran 1, les moteurs de traction démarrent.
Le courant provenant de * C peut passer par 2" et arriver au servo-moteur de G1 par m, G1 occupe successivement les crans 2, 3, 4 ce qui provoque l'élimination successive des résistances de démarrage , puis le cran 5, les moteurs sont alors en série sans résistances- Finalement G1 occupe le cran 6
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lequel produit la fermeture du circuit des excitatrices/pilotes (f 1 et fse ferment) et la fermeture du circuit des enroulement shunt sh et sh2 de E1 et 1 , 2
Le moteur couple X (fig.
19 et 20) possède un couple moteur proportionnel à la vitesse du train, ce couple est équi- libre par un couple antagoniste (par exemple produit par un ressort spirale fixe sur l'arbre), de sorte que le moteur occupe des positions bien déterminées pour les différentes vitesses du train. Aussi longtemps que le doigt commande par le moteur couple Xne sera pas arrivé( en -,0, G1 restera au cran 6. Une fois parvenu en 0 le circuit 0-40-43 se ferme et G occupe les crans 7 et 8 pour la préparation de la marche en parallèle.
Au cran 9 les moteurs sont couplés en parallèle avec résistances dans le circuit de chaque moteur. En même temps les excitatrices E1 et E2 sont également couplées en parallèle. Une résistance o1 n1 (fig2. 17) est introduite dans le circuit de l'excitation indépendante de E et E . En 10 et 11 les résis-
1 2 tances de démarrage sont éliminées.'En 12, l'excitation indé- pendante de E -et ? est coupée.
G1 ne peut passer au cran 13 'que lorsque le moteur couple X sera parvenu en e, à cet instant l'excitation shunt de E1 et E2 est coupée, les moteurs fonctionnent sur leur carac- téristique.
MARCHE SUR L'ERRE - LE manipulateur est ramené à la position O1 (fig. 18). Le circuit 0-37-34-32-33 est coupé, par suite le relai H cesse de fonctionner et le circuit;+ 0-48 est fermé, d'où q relié à ¯ C par l'intermédiaire de 49, d'où. rotation de G en sens inversa de celui du démarrage jusqu'à ce qu'il vienne occuper la position Cr
Durant ce temps la vitesse diminue. Le moteur couple
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oceupe une position comprise entre f et g. G étant au/0. Le circuit C-41-44 est fermée G1 est alimenté Paru et passe au cran 12. Lorsque X quittera @f pour se déplacer vers e le circuit 41-43 se fermera et G1 passera au cran 11, etc...
REPRISE - Si l'on vent effectuer une reprise on place le manipulateur en 3', l" est alimenté, on passe en PM. Mais H2 ne pourra venir en M que lorsque la différence de potentiel . aux bornes de Rl1 sera nulle. Sinon le circuit 37-38 est ouvert le relai X provoque le couplage des moteurs approprié à la vi- tesse du train à cet instant, on se retrouve , donc sur les caractéristiques de démarrage.
RECUPERATION - Etant en fonctionnement sur l'erre donc le mani-
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pulateur êtant en 0 1 (fig. 18) G en 0 et Gl à une position fonction de la vitesse (fig. 19),ce Le manipulateur est arrivé à la position R'. Le
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circuit 0-3" - z est fermé et G vient en 90Ro(prôparat10n récupération) Si G se trouve sur un des crans 1, 29 3e 4j 59 la ration n'est pas possible.
Par contre la récupération a lieu si G se trouve sur un des crans 6 à 13, dans ce cas
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les inducteurs séries des moteurs sont shuntés, les résistances des circuits shunt des rotatrices sont court-cireur Les enroulements indépendants d et d des régalatrices 2 et E sont en série avec les moteurs de fqqon à régler le flux des mateurs pour que lenr tension éqùilibre Cel)µdigjj8aU. cet instant le circuit 37-38/et le doigt du controller G vient occuper la position Roi Le circuit des excitatrices 1 1 et f 2 est fermé mais le sens du courant y est inverse par rapport à celui de la position marche . Par les circuits 41-4., 41-43, 41-42, Il redescend jusqu'au plot 6.
Lorsque le relai X parvient en 12 le circuit 41-36 se ferme, le relai A ouvre le circuit 37-34 et la récupération cesse tandis que G1 revient en O.
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Le circuit C, 48, 49, étant à nouveau ferme, G vient en 0.
Tout est donc prêt pour le prochain démarrage,
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EEMABQES - 1) Ia'"' - Ayant placé le manipulateur en position 1' et AR le courant passe par 8-39, le circuit 39- 46 est toujours ferma lorsque RL 101 est ouvert. G vient donc en 1, cette opération amène l'inverseur en marche AR.
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Le courant venant de C passe en z et ramène G au cran 0 : tout est prêt pour le démarrage.
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z) B31e du cran 1 -L mauipu 1 ateu Aussi long- temps que le doigt du manipulateur restera sur le cran l' le circuit + C-2" restera ouvert et le servp-moteur G ne sera pas alimenté le doigt du controller Grestera sur le cran 1.
.
Cela permet un déplacement du train pour des man-
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oeuvres de peu dtii..portance. 3)..$.c ..i-x' Lorsque l'on désire fonctionner à couple réduit, une résistance est introduite dans le circuit de l'excitation indépendante d1, d2 des excitatrices E1 et E2, pour réduire le courant d'excitation des enroulements Id1 et Id2, ce qui provoque une réduction correspondante du courant 1 des Moteurs de traction, ce qui réduit le couple moteur. Cette résistance U (fig. 20) peut
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être court-circuit do par le relai G alimenté par 4".
Dans tous les systèmes décrits jusqu'à présent l'excitatrice à trois enroulements est entraînée à vitesse constante. Le moteur shunt peut être supprimé, l'excitatrice est alors entraînée par l'essieu.
Les avantages sont alors les suivants :
1) Diminution des pertes dues au fonctionnement continu de ce moteur dans le cas de lignes à arrêts fréquents.
2) Réduction de l'Encombrement.
De plus la construction de petits moteurs shunt,. soumis à des variations brusques de tension présente quelques
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difficultés.
La vitesse de cette excitatrice peut ,aussi être proportionnelle à la vitesse du train,,
Le couple d'accélération est encore maintenu cons- tant pendant le démarrage, cest-à-dire que la loi I/N = cte,
N pour une tension d'alimentation des moteurs, peut encore être réalisée.
La loi vitesse-courant est donnée par la fig. 21,
Lors du démarrage de A en B le circuit extérieur de l'exci- tutrice de régulation 1 alimentant l'enroulement P dexcita- tion indépendante du moteur M est ouvert et cet enroulement est branché sur le réseau (figo 22) ou placé en srie avec le circuit du moteur M (figo 23).
On démarre de A en B dans le premier cas en moteur compound dans le deuxième cas en moteur série ordinaire.
En B ,les connexions de l'enroulement P sont modi- fiées ? est alors alimenté par 1 excitatrice à trois enroule- ments R.
Pour retrouver les conditions de fonctionnement décrites ci-dessus, il faut maintenir la droite de l'excita- tion indépendante parallèle à la partie droite de la carac- téristique à vide, c'est-à-dire qu'à chaque instant l'égalité k N @ r doit être satisfaite
N étant le nombre de tours par minute de l'excita- trice ; r,la résistance du circuit de l'inducteur shunt, devra donc varier proportionnellement à N.
Cela. est réalisé avec des résistances introduites dans le circuit de l'e@citation shunt,à l'aide d'un régulateur centifuge ou de relais traversés par le courant de l'excite,- trice pilote f pour laquelle on a : I = f (N).