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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION "DISPOSITIF DE VERROUILLAGES POUR LA PROTECTION DE MOTEURS ELEC-
TRIQUES DEMARRES AUTOMATIQUEMENT"
De nombreux dispositifs de démarrage d'un ou de plusieurs moteurs par controller ou par rhéostat commandé automatiquement au moyen d'un servo-moteur, utilisent un interrupteur principal ou rupteur de ligne pour couper le courant du ou des moteurs lorsque la manette de commande est ramenée au zéro, lorsque le dispositif dit "d'homme mort" fonctionne, lorsque le relais à maxima enclenche ou lorsque le relais de tension nulle déclenche.
Ces dispositifs de démarreur automatique emploient un verrouillage qui ne permet de fermer l'interrupteur principal que dans la position zéro du controller ou du rhéostat, c'est-à-dire toute la résistance de démarrage étant placée en série avec les moteurs. Il s'en- suit que, lorsque l'interrupteur principal a déclenché, il faut attendre que le controller ou le rhéostat soit revenu @
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au zéro pour pouvoir l'enclencher à nouveau, Si on est obligé d'interrompre pour un temps très court le courant des moteurs, il s'écoule un temps appréciable entre le moment où la manette est ramenée dans la position de marche et le moment où les moteurs développent à nouveau leur plein couple.
Il faut, en effet, attendre le temps que le servo-moteur met pour ramener le controller ou le rhéostat au zéro et pour le remettre ensuite à nouveau à la position dont il était parti. Ce retard de la reprise est particulièrement néfaste pour un service de traction; dans ce genre de service, le conducteur est amené très souvent à couper momentanément le courant de traction. On cherche à réduire le retard de la reprise en utilisant des servo-moteurs très rapides, mais ces servo-moteurs sont coûteux et difficiles à construire .
De plus, lorsqu'on ne permet l'enclenchement de l'interrupteur principal que sur la position zéro du controller ou du rhéostat, il fautprévoir un dispositif qui, indépendamment de la position de la manette de commande, ramène le controller ou le rhéostat au zéro dès que ltinterrupteur principal est déclenché,
Normalement, si l'interrupteur principal a déclenché parce que la manette de commande est ramenée au zéro, il n'y a pas d'inconvénient à supprimer le verrouillage ne permettant l'enclenchement de l'interrupteur principal que sur la position zéro du rhéostat ou du controller.
En effet, si les moteurs s'arrêtent après déclenchement de l'interrupteur principal soit par l'épuisement de la force vive, soit par freinage, les servo-moteurs sont toujours suffisamment rapides pour ramener le controller ou le rhéostat à la position zéro avant le démarrage suivant. Si les moteurs, après déclenchement de l'interrupteur principal, sont freinés en vue d'un ralentissement, les servo-moteurs sont encore suffisamment rapides pour introduire, avant l'enclenchement suivant de l'interrupteur principal, une résistance de démarrage telle que le courant passant à ce moment dans le ou les moteurs soit inférieur au courant normal de démarrage.
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Il existe cependant deux cas dans lesquels il est prudent de ne permettre l'enclenchement de l'interrupteur principal que sur la position zéro du rhéostat ou du controller de démarrage, Ces deux cas sont : après le déclenchement du relais de tension nulle, après l'enclenchement du relais à maxima, Le relais de tension nulle déclenche par manque de tension à la ligne; dans ce cas, si le servo-moteur est alimenté par la ligne il s'immobilise, si le servo-moteur est alimenté par une source auxiliaire il obéit au. contrôle du relais d'accélération qui le fait avancer rapidement jusqu'à la dernière position du controller et du rhéostat, le courant des moteurs étant nul.
Il s'ensuit que, lorsque la tension de la ligne réapparait, la vitesse des moteurs de traction peut être diminuée ou la résistance de démarrage peut être réduite de telle sorte que le courant débité à ce moment dans les moteurs atteigne une valeur exagérée. Lorsque le relais à maxima enclenche provoquant le déclenchement de l'interrupteur principal, il est prudent de ne permettre à nouveau l'enclenchement de l'interrupteur principal qu'à la position zéro du controller ou du rhéostat, c'est-à-dire la résistance de démarrage étant insérée intégralement, afin de diminuer la pointe de courant observée à cet instant si le défaut qui a provoqué le court-circuit subsiste,
Le dispositif de verrouillages faisant l'objet dé l'invention,consiste en une combinaison d'un relais de tension nulle et d'un relais à maxima pour empêcher l'enclenchement,
de l'interrupteur principal sur les positions de résistance réduite du rhéostat ou du controller uniquement lorsque le relais de tension nulle a déclenché ou lorsque le relais à maxima a enclenché. Dans toutes les autres circonstances, l'interrupteur principal peut être enclenché sur une position quelconque du controller ou du rhéostat, Ce dispositif perset d'éviter un asservissement compliqué rappelant le servo-moteur à la position initiale dès que l'interrupteur principal est déclenché.
Il permet d'utiliser un servo-moteur plus lent tout
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en obtenant des reprises rapides du couple moteur après que le courant des moteurs a dû être coupe pour un court moment,
Les figures 1 et 2 du dessin schématique ci-annexé représentent deux exemples de réalisation de l'invention,
Sur la fig, 1 :
RM est un relais à maxima, dont la bobine d'excitation est alimentée par le courant des moteurs et qui possède deux contacts fermés lorsque ce relais est déclenché,
RTN est le relais de tension nulle, dont la bobine est alimentée par la tension de ligne et qui possède deux contacts fermés lorsque le relais est enclenché,
IP est l'interrupteur principal.
C est le controller ou rhéostat de démarrage et M le manipulateur installé dans le poste de conduite; leurs contacts d'asservissement ont été montrés suivant la méthode habituelle.
SM est le servo-moteur entrainant le controller ou le rhéostat de démarrage 0,
Tous ces appareils sont connectés ainsi qu'il est montré,
Au moment du premier démarrage, le controller ou le rhéostat C se trouve à la position 0 qui est celle représentée sur la fig, 1. Dès lors le courant venant de la ligne passe par le contact gh du relais à maxima RM - contact fermé lorsque ledit relais est retombé, puis par le contact ab fermé dans la position 0 du controller ou du rhéostat C pour alimenter le relais de tension nulle RTN. Aussitôt que le relais de tension nulle RTN est enclenché, il continue à être alimenté par son contact auxiliaire kl indépendamment de la position du controller ou du rhéostat C.
Le circuit de la bobine d'excitation de l'interrupteur principal IP passe par le contact i j du relaisà maxima RM contact fermé lorsque leditrelais est retombé, par le contact cd fermé sur toutes les positions de marche du controller ou rhéostat C, par le contact mn du relais de tension nulle RTN lequel est fermé lorsque ce relais est enclenché, et alimente le balais g du manipulateur M. Suivant que la manette du manipu-
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lateur M se trouve au zéro ou sur une position de marche, son contact ef coupe ou ferme le circuit de la bobine de l'interrup- teur principal IP.
On peut donc commander, par la manette du manipulateur M, l'enclenchement ou le déclenchement de l'in- terrupteur principal IP quelle que soit la position occupée par le controller ou le rhéostat 0,
Si le relais de tension nulle RTN déclenche, son contact mn coupe l'alimentation de la bobine de l'interrupteur principal IP et provoque ainsi le déclenchement de ce dernier.
Le contact kl du relais de tension nulle RTN étant ouvert il faut, pour enclencher à nouveau ce relais, ramener le control- ler ou le rhéostat 0 à la position zéro de façon à l'alimenter à nouveau par le contact ab fermé à la position zéro du control- ler.ou du rhéostat 0, On voit donc que dans ce cas, le servo- moteur SM doit ramener le controller ou le rhéostat 0 à la posi- tion zéro pour permettre à nouveau l'enclenchement du relais de tension nulle RTN et par conséquent l'enclenchement de l'in- terrupteur principal IP,
Si le relais à maxima RM enclenche, son contact gh coupe l'alimentation du relais de tension nulle RTN et son contact ij coupe l'alimentation de l'interrupteur principal IP, Le relais de tension nulle RTN et l'interrupteur principal IP déclenchent, Le relais de tension nulle RTN étant déclenché,
il faut comme précédemment ramener le controller ou le rhéostat 0 à la position zéro pour permettre son réenclenchement et, par conséquent, l'enclenchement de l'interrupteur principal IP,
La fig, 2 représente un schéma de verrouillages suivant l'invention utilisant un relais à maxima et un relais de tension nulle à un seul contact auxiliaire,
Sur cette figure, les mêmes lettres de référence dé- signent les mêmes appareils que sur la fig, i, Le fonctionnement est analogue à celui décrit plus haut.
Le relais de tension nulle RTN s'enclenche lorsque le controller ou le rhéostat 0 se trouve à la position zéro le courant venant de la ligne passant par le contact ij du relais à maxima RM fermé lorsque cerelais
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est retombé et le contact ab fermé à la position zéro du controller ou du rhéostat 0,
Le relais de tension nulle RTN étant enclenché ferme son contact mn qui continue à l'alimenter indépendamment de la position du controller ou du rhéostat 0,
Le contact mn du relais de tension nulle RTN alimente encore le balais e du manipulateur M, Suivant que la manette de ce manipulateur se trouve sur la position zéro ou sur une position de marche, un contact ef de cet appareil coupe ou ferme le circuit d'alimentation de la bobine de l'interrupteur principal IP,
de sorte que l'interrupteur IP peut être enclenché ou déclenché sur toutes les positions du rhéostat ou du controller.
Si le relais de tension nulle RTN déclenche son contact mn coupe sa propre alimentation et celle de l'interrupteur principal IP provoquant l'ouverture de celui-ci, Le contact de maintien du relais de tension nulle RTN étant coupé, il faut ramener le controller ou le rhéostat C à la position zéro pour réenclencher à nouveau ce relais et, par conséquent, permettre l'enclenchement de l'interrupteur principal IP,
Si le relais à maxima RM enclenche son contact ij coupe l'alimentation du relais de tension nulle RTN et de l'interrupteur principal IP et provoque ainsi leur déclenchement, Le relais de tension nulle RTN étant déclenché,il faut ramener le controller ou le rhéostat 0 à la position initiale pour obtenir le réenclenchement du dit relais et par conséquent l'enclenchement de l'interrupteur principal IP,
Il est loisible,
sans sortir du cadre de l'invention, de réaliser d'autres combinaisons de circuit de verrouillages qui empêchent l'enclenchement de l'interrupteur principal sur une position quelconque du controller ou du rhéostat uniquement lorsque le relais de tension nulle est déclenché ou lorsque le relais à maxima a enclenché.
L'invention se prête encore à l'application d'un système dit "d'homme mort", Dans ce cas, lorsque ce dispositif
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