BE437642A - - Google Patents

Description

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  BREVET d' INVENTION   SYSTEME   DE   PROPULSION     ELECTRIQUE$.   



   L'invention se rapporte aux systèmes de propulsion électrique et, plus particulièrement, aux locomotives turbo-électriques où les turbines à vapeur, les génératrices, les moteurs électriques et l'appareillage de commande sont placés à bord de la locomotive elle-même. 



   Un des objets de l'invention réside dans un système de ce type permettant de fournir aux moteurs l'énergie maxima compatible avec les appareils producteurs de vapeur. L'appareillage comprend un controller à main pour commander les connexions des moteurs aux génératrices et des dispositifs automatiques permettant de limiter l'énergie fournie aux moteurs de telle façon que, pour réaliser l'accélération   maxima   le   oontroller   puisse être 

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 amené directement   à   sa position extrême et de manière à utiliser le maximum d'énergie que les turbines peuvent fournir
La commande des moteurs se fait en les connectant en série ou en parallèle et en agissant sur la tension des génératrices.

   On commande cette tension en faisant varier le courant fourni à une excitatrice du type "métadyne" qui, à son tour, alimente les inducteurs des génératrices. 



   Le freinage rhéostatique est assuré au moyen d'une résistance tubulaire par laquelle on fait passer une oirculation d'eau de refroidissement. Celle-ci traverse deux tubulures en parallèle; des parties de chacune de ces tubulures peuvent être mises électriquement en série lorsqu'elles sont connectées aux moteurs. 



   D'autre part le freinage rhéostatique est étudié de façon à ac-   compagner   automatiquement le fonctionnement des freins pneumatiques dont sont pourvues les remorques, Le freinage rhéostatique peut également être appliqué séparément6 Les connexions entre le rhéostat de freinage et les moteurs sont commandées en fonction de la pression de l'eau de refroidissement fournie au rhéostat et de celle de la vapeur qui y est engendrée.

   De cette façon si la quantité d'eau est insuffisante ou la pression de la vapeur excessive, le rhéostat est déconnecté*
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins cijoints où les figures 1, 2 et 3 représentent un système de propulsion turbo- électrique dans lequel est réalisée l'invention; ces figures seront supposées placées l'une à côté de l'autre dans l'ordre indiqué; la Fig.4 représente schématiquement le rhéostat de freinage, ses connexions électriques et son système de refroidissement; la Fig.5 représente la suite des opérations des contacteurs et des relais; la Fig.6 représente partiellement une variante. 



   Les abréviations "b" et "c" ci-dessous désignent respectivement une bobine et un contacte
Dans le système des Fig. 1 à 3, les génératrices 10 et 11 sont entraînées à vitesse constante par une turbine à vapeur 12 alimentée par une chaudière 13. La turbine 12 tourne, de préférence, à une vitesse élevée (par exemple   12.500   t/min.) La pression de la vapeur peut être élevée (par exemple 105 kg/cm2). Entre la turbine et les génératrices, on prévoit des engrenages réducteurs, non représentés. La vapeur d'échappement est dirigée vers le condenseut 12a. 



   Les deux génératrices 10 et 11 sont en série, la tension de 

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 chacune étant de   700   V. Par suite de la mise à la masse, en 14, l'une des génératrices fournit une tension positive, l'autre, une tension négative de 700 v. par rapport à la terre. Les moteurs sont donc alimentés sous 1400 v. 



   L'excitation des inducteurs 15 et 16 est assurée par une métadyne 17. Cette excitatrice présente   'avantage   de fonctionner comme transformateur à courant continua le courant qu'elle fournit aux inducteurs et celui qui est fourni aux enroulements d'excitation 18 de la   métadyne   sont dans un rapport constante
Les génératrices 10 et 11 alimentent six moteurs 19 à 24. L'accélération de ces moteurs s'obtient en agissant sur l'excitation de la métadyne. 



  On peut également connecter les moteurs à la résistance de freinage 25, les inducteurs des moteurs étant alors alimentés par l'excitatrice. 



   Les génératrices sont du type shunt et les moteurs du type série. 



  Les inducteurs 15 et 16 des génératrices sont alimentés par un courant important, de l'ordre de grandeur de celui qui traverse les enroulements série des moteurs. En outre, les génératrices sont pourvues d'enroulements de commutation 10a et 11a. 



   Lors du démarrage, les six moteurs sont en série. Lorsqu'on éacé- les lère, ils sont partagés en deux groupes parallèles de trois,/trois moteurs de chaque groupe étant en série. Finalement, pour les vitesses élevées, ils sont partagés en trois groupes de deux, les deux moteurs de chaque groupe étant en série.   Cette   dernière connexion est maintenue pour le freinage. 



   Les moteurs sont commandés à l'aide de trois controllers rotatifs à main : un controller d'accélération 26, un controller de freinage 27 et un oontroller de renversement de marche   28,   Le controller 27 est également action ne à l'air comprimé. 



   Un système mécanique (non représenté) empêche le fonctionnement simultané des   oontrollers   26 et 27 : le controller d'accélération doit revenir à sa position à vide avant que l'on puisse faire fonctionner le controller de freinage. 



   Pendant l'accélération, les moteurs sont contrôlés automatiquement par un relais à maxima d'intensité CLR et un relais wattmétrique KWR. 



   Pendant le freinage, la progression du controller 27 est contrôlée par un relais à maxima d'intensité   CLB   et un relais wattmétrique KWB. 



   ACCELERATION. 



   Supposons les génératrices entraînée par la turbine à la vitesse   @   

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 voulue, Pour mettre en marche les moteurs, on commence par amener le controller 28 dans la position voulue (connexions série S, série-parallèle SP ou parallèle P, dans un sens ou dans l'autre). Ensuite on manoeuvre le controller 26 que l'on peut amener directement à une position quelconque. L'accélération est réglée automatiquement par les relais CLR et KWR. 



   Supposons que le controller 28 a été amené dans la position correspondant à la marche avant, en parallèle   P,   et que le controller 26 est déplacé lentement d'une position à la suivante. 



   Dans la lère position du controller 26, se produit l'excitation de la b. 33 qui actionne les c. 19b, 21b, 22b et 23b; ceux-ci déterminent les connexions des inducteurs 19a à 24a des moteurs pour la marche avant. Pour le renversement de marche, la b. 33a amène les c. 19b, 21b, 22b et 23b à la position correspondant à la marche arrière. 



   Circuit de la b. 33 :  34   (batterie ou génératrice auxiliaire) 35, 36, 36, 38, 33, terre. 



   La b. 33 ferme également un c. de verrouillage 39 qui relie la source 34 au conducteur 40 par les circuit mentionné. 



   Fermeture du c.41 (par le conducteur 40). 



   Fermeture des c. 42 et 116. Circuit :  40,   44, 45,41, 46, S5, S9, terre. Le c. 47 ferme un circuit reliant les b. S5 et S9 au conducteur 40; le controller peut donc passer à la position suivante sans que les b. S5 et S9 soient désexcitées. 



   Fermeture des c. 48 et 49. Circuit: 40, 50,51, 52, GFI, GF2 , terre. 



   Fermeture du c.53. Circuit : 40, 54, 55,56, 57,58, 59, S3, terre. 



   Fermeture du c.60. Circuit: 59, 61, 62, 63, S7, terre. 



   Fermeture des c. 64 et 91. Circuit: 40, 54,65, 66, 67, 68,69,   70,   71,   EFM,   terre. 



   En même temps que le c.64 se ferme, le c50 s'ouvre; celui-ci est dans le circuit des b. GFl et GF2; mais le c.64 connecte ces bobines directement à la source 34 par le conducteur 72. 



   Fermeture des   o,   75 et 74.   Circuits!   40, 76, 77, 78, 79,80, 81, 82, S2, terre, et   80,   83, S4, terre. 



   Fermeture des   c.   84 et 117. Circuits : 80, 85, 86, S6, terre et 86, 84,   Ses   terre. 

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   Fermeture du c. 87. Circuit !: 40, 88, 89,90, S, terre.      



   Excitation de l'inducteur 18 par la fermeture du c.91, en même temps que celle du c.64. Circuit: 35, 92, 93, 94, 95, 96, 97 et 98, 99, 100,   101,   102, partie inférieure de la résistance 103, 104, 91, 105, 18,   324a,   terre, 
Les shunts   97   et 98 qui court-circuitent normalement les résis- tances   97a   et 98a, se déplacent automatiquement de manière à insérer une partie de ces résistances dans le circuit de l'inducteur 18. 



   Les génératrices 10 et 11 sont alors en circuit avec les moteurs: 10, 106, 111, 87, 23, 24, 112, 75, 113,   21,   114, 53, 19, 20, 74, 22, 115, 116, 21a, 84, 19a,   20a, 60, 22a,   117, 23a, 24a,   42,   120, 11, lla, 10a. Les moteurs et leurs inducteurs sont donc connectés en série aux bornes des génératrices. 



   A ce moment, l'inducteur 18 reçoit l'excitation minima, car les résistances 94 et 96 se trouvent en circuit avec lui. Les génératrices four- nissent donc aux moteurs un courant faible, ce qui leur assure un démarrage graduel. 



   Le c.121 se ferme et provoque la fermeture du circuit suivant : 122, 123, 124, terre. 



   La valeur de la résistance 124 est égale à celle de l'enroule- ment d'excitation 18, ce qui permet le fonctionnement simultané de deux locomotives. Dans le cas d'une seule locomotive, le c.123 étant fermé, le circuit reliant la résistance 124 à la terre n'a pas d'utilité. Pour le fonctionnement multiple, le c.125 est ouvert et l'inducteur de l'excitatrice de la seconde locomotive est relié à la terre au lieu de la résistance 124. 



  Le second inducteur est donc mis en parallèle sur l'inducteur 18 et tous deux sont contrôlés par-le controller 26. Chacun d'eux est cependant commandé en- core par ses relais   CLR   et KWR. 



   Lorsque le controller 26 progresse, il court-circuite d'abord la résistance 94 au cours des opérations 4 à 9; l'excitation de l'inducteur 18 augmente, de même que celle des inducteurs 15 et 16. La tension fournie aux moteurs augmente donc également. 



   La manoeuvre du controller 26 peut être assez rapide pour provo- quer une demande de courant dépassant une certaine valeur maxima   prédétermi-   née, par exemple 3200 amp. (indiquée sur l'ampèremètre 126). Dans ce cas, le relais   CLR provoque   l'insertion de certaines sections de la résistance 98a, ce qui a pour effet de réduire l'excitation de l'inducteur 18 et, en même 

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 temps, l'intensité du courant jusqu'à la valeur   choisie   de 3.200 amp. 



   Les b. mobiles 127 et 128 des relais CLR et KWR sont connectées en parallèle entre elles aux bornes d'un shunt 129 dans le circuit des génératrices; ces b, sont donc excitées en fonction du courant débité par les génératrices. Le relais CLR est également pourvu d'une   b,   de tension fixe 130 qui reçoit une excitation constante par le circuit   40,   131, 132, 130,   terre.   



  Le relais KWR comprend également une   b,   de tension 133 qui, à ce moment, n'est pas excitée. Le relais KWR ne fonctionne donc pas   jusqu'à,   la position 15 (excitation de la b.133). Les b, mobiles 127 et 128 sont disposées de manière à se déplacer vers le bas lorsque le courant qui les traverse augmente. 



   Les b. mobiles supportent chacune une tige de contact qui appuie contre des doigts à ressorts, Comme les ressorts affectent le réglage des relais, ceux-ci sont pourvus de   b,   de compensation 130a et 133a qui corrigent également l'effet du flux engendré par le courant dans les b, mobiles. L'action de la   b.   130a du relais CLR s'ajoute à celle de la   b.130;   à cet effet, elle est excitée directement à partir de l'armature de la génératrice 10 par les conducteurs 130b et 1300, Comme la tension de la génératrice varie en sens inverse du courant, l'excitation de la b.130a varie de la même façon, La b,   133a   du relais KWR est connectée en parallèle sur la   b,mobile   128 et ggit en sens inverse de celui de la b, fixe 133. 



   De la   @@e   à la 16e position du controller 26, la résistance 96 est mise graduellement hors-oircuit de manière à augmenter l'excitation de l'inducteur 18 et à accélérer les moteurs. 



   A la 15e position, le   c,,   inférieur 134 se ferme et connecte la   b.133   aux bornes de la génératrice 10. Circuit de la b.133 : 135, 136, 133, 134, terre. Le relais   KWR   limite dès lors la puissance en contrôlant la résistance 97a, De la 15e à la 21e position, des sections de la résistance 137 sont graduellement insérées en série avec la b.133, Cette opération est   ef-     fectué@   par la fermeture successive des cinq   c,   prévue sur le controller 26 (voir fig.) à partir du c.134. Il en résulte que la puissance maxima que permet le relais KWR augmente au fur et à mesure que le controller passe de la 15e position à la dernière. 

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  AC , A'IO1V.- PASSAGE DE LA 1IARCHE SERIE VERS LA MARCHE SERIE-PARALLELE. 



   Le changement des connexions se fait automatiquement, lorsque la charge est peu importante ou que le véhicule se place sur une pente   descen-   dante, les moteurs seront connectés en parallèle lorsque le controller 26 aura tourné de quelques crans. Si, cependant, le conducteur manoeuvre le   oontroller   assez vite pour maintenir le courant à la valeur prédéterminée de 3200   amp@,   les connexions resteront en série jusqu'à la position 15 pour laquelle le relais KWR commence à fonctionner et limite la puissance. Par conséquent, lorsque les moteurs accélèrent encore, le courant diminue. 



   Le changement de connexions est assuré par le relais V1 pourvu 
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 d'une bu connectée aux bornes de la génératrice 10. Circuit : 136, 139, V3., 10. Lorsque'la tension de la génératrice est suffisamment élevée, le relais V1 
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 provoque la fermeture du circuit de la b, SPTR.

   Fermeture des et 140 et 150 provoquant en six phases, la fermeture rapide des c. réalisant les connexions série-parallèle (voir   Fige$),,  
Pendant cette opération, le c. 91 s'ouvre et provoque l'ouverture 
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 du circuit de l'inducteur 18, de manière à réduire la tension des génératrices6 Afin d'éviter que des tensions excessives ne soient appliquées à l'excitatrice 17, le circuit d'armature de celle-ci est toujours fermé avant le circuit de l'inducteur 18 ; de même, lorsqu'on arrête les moteurs, le circuit de 18 est ouvert avant celui de l'armature 17. 



   La tension étant réduite, le relais V1 reste ouvert. Les connexions série-parallèle sont maintenues jusqu'au moment où la tension de la génératrice 10 est de nouveau suffisante pour faire fonctionner le relais V1. 



    A   ce moment, les opérations assurant les connexions parallèles sont automatiquement effectuées. 



   Pendant le passage de la marche série à la marche série-parallèle, les opérations suivantes sont   effectuées :   
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 Fermeture des e6 140 et 150* Circuit.: 40 141, 142j 143 c2m, 144, 145, 146, V1, terre. 
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  La fermeture du co 140 provoque l'ouverture des es 54 et 65 et celle du circuit de la be EBM, l'ouverture du c, 91 et celle du circuit de l'inducteur 18. 



  Fermeture du c. 147. Circuit ! t 85, 148, 180, 149, 151$ 152, SPl, terre, La fermeture du eb'147 provoque l'ouverture du q, de verrouillage 153 et celle des ce 53$ 60 et 67. 

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  Fermeture du o. de verrouillage 155; des circuits des b. SP2, SP3 et SP4. Fermeture du c. 156. Circuit : 141, 159, 160, 161, 162,163, 155, 164, 165, 166, 167, SP2, terre. 
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  Fermeture du o. 157. Circuit : 167, 166, b., terre. 



  Fermeture du ct 158. Circula ! 14-1, 168, 169, 170, SP4, terre. 



  Fermeture du o. 64. Le circuit de la b, correspondante est fermé par le o. 171 qui est fermé en même temps que le o. 158. Circuits 142, 172, 173, 171, 69, 70, 71, EFM, terre. 



   Le c. 91 se ferme et provoque la fermeture du circuit de l'inducteur 18. 



   Les moteurs sont maintenant connectés en série-parallèle. Les circuits en parallèle   sont :   a) 10, 111, 174, 156,19, 20, 74,22,   115,   116, 21a, 84, 19a,et 20a, 157, 120,
11. b)   111   87, 23,   24,   112, 75, 113, 21, 174a, 147,158,   22a,   117, 23a et 24a, 42,
120. 
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  ACCELERA'l'ION,- PASSAGE DE LA 1LSARGHE SERIE-PARALLELE A LA. MARCHE PARA3T3h, 
Lorsque les connexions sont en série-parallèle, les moteurs absorbent un courant plus intense. La tension des génératrices s'abaisse donc et le relais V1 s'ouvre. Lorsque les moteurs accélèrent encore et que la tension s'élève à nouveau, le relais V1 se referme et assure les connexions parallèles par les opérations suivantes : 
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 Excitation du relais PTt, Circuit: 40, 175, 176, 177, PTR, 178, e.Vl, terre. 



  En même temps, fermeture (par le c.179) d'un circuit de verrouillage pour la b. PTR   t 178,   179, terre. 



  Ouverture du c. 172; désexcitation de la bobine EFM; ouverture du circuit de l'inducteur 18. 



  Excitation des b. Pl et   P2.   Circuits :  142,   180, 181, Pl, terre, et 181, 182, P2, terre. 
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  Désexcitation des b. S2, S4, 56 et 88 par l'ouverture du c.78* Ouverture des o. 74, 75, S6 et S8. La fermeture du c. 183 provoque celle d'un circuit pour les bobine Pl et P2 s 159, 182a, 183, 183a, Pl et P2, terre, Désexcitation des b. SPI et SPA par l'ouverture du c, 170. Ouverture des c. 147 et 148. 



  Excitation des b. P3, P4, P5 et P6.   Circuits!   175, 185,   177,   43, 186, 187, 184, 
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 188, P5 et P6$ terre, et 188, 189, 190, P3 et P4 terre. 

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 Excitation des b. P7 et P8* Circuit : 177, 192t 191, 193, P7 et P8, terre. 



  Excitation de la Bo E0W Circuit t*177$ 194, z été*. 



  Les moteurs sont donc connectés en parallèle. Circuits 1 a) 111* 174, 156, 19, 20, P2, P7, 19a, 20axe 157, 120. b) T1h 195, 21, P4, 22, US, 116, 2I,aP5 22a, P6, 120. c) 111; 87, 23, 24, 196, 197, 23a, 24a, 42, 120. 



  LIMITATION DE   LA     CHARGE   EN FONCTION DE   LA   PRESSION DE   LA   VAPEUR. 



   Pendant le fonctionnement des moteurs, les dispositifs 198   et198a   soumis à la pression de la vapeur, agissent sur les contacts des relais KWR et CLR par 1'Intermédiaire de leviers 199 et 199a rappelés par des ressorts. Lorsque la pression a une valeur normale, les leviers 199 et 199a n'ont aucune action sur les relais* Mais, si la pression tombe, les tiges 199 et 199a appuient sur les contacts* Des sections des résistances   97   et 98 sont insérées.   l'exci-   tation de l'inducteur 18 est réduite, de même par conséquent que la tension des génératrices et l'énergie fournie aux moteurs.

   De cette façon on évite les charges excessives de la chaudière lorsque la pression tombe par suite d'un défaut dans les tubes de la chaudière, d'un fonctionnement défectueux du condenseur,   etc.,   
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 mOEZkTI0N AU MOYEN DU coNCR0àL&R 28. 



   La décélération peut être obtenu en ramenant le   oontroller   28 à une des positions SP ou S, Le controller 26 peut être laissé dans sa dernière position. L'examen de la Fig.5 montre que les connexions des moteurs sont changées dans l'ordre inverse de celui qui se présente lors de l'accélération. 



   Pour passer de la marche parallèle à la marche série-parallèle, le controller 28 est ramené à la position   SP.   Par suite de cette manoeuvre, le relais PTR est désexcité   car   le circuit 40, 175, etc.. est ouvert. Le c.185 
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 ouvre les circuit des b, P3, P4, P5 et P6. Ouverture du o. 191 et des circuits des b. P7 et P8. Ouverture du c. 180 et des circuits des b. Pl et P2. Fermeture du aa 170 et du circuit de la bobine SP4. Fermeture du a, 158. Dès lors, les connexions série-parallèle sont réalisées. 



   Pour rétablir les connexions série, on ramène le controller 28 à 
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 la position S. Désexcitation des b. SP2, SP3 et SMtt Ouverture des o* 156*167 et 158à Ouverture du c. 171 et du circuit de la b.'EF3t. Ouverture du c.64. 



  Désexcitation de la b. SPT13. Ouverture du c. 140. Fermeture du o. 54 et du circuit de la b. SZ* Fermeture du eà53* Fermeture du circuit de la Bo S7 et du 

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 c*60* Les connexions série sont établies*   CONTROLE   DU FREINAGE. 



   Les remorques sont supposées être pourvues d'un système de freinage pneumatique d'un type ordinaire commandé à partir de la locomotive. 



   Avant de faire fonctionner les freins à air, le conducteur ramène le controller 26 à la position à vide. 



   De même, avant de freiner rhéostatiquement, on doit ramener le 
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 controller 26 à la position de départ de manière à ouv:ir le o. 42 et fermer le 0.200. 



  Le controtter de freinage 27 est actionné, par l'Intermédiaire de la tige 201, soit manuellement (poignée 202),soit automatiquement (cylin- dre 203). Le mécanisme de freinage 204-205 a été décrit en détails dans le brevet belge N  429.739 déposé par la Société demanderesse le 17 Août   1938.,  
L'air comprimé agit dans le cylindre 207 sur un piston qui 
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 commande un c*208; celui-ci est en série avec la b.209 qui commande le méca-   nisme   du controller de freinage. Circuit de la   B.209 :  : 35, 210,211, 200, 212,208, 310,209, terre.

   La b, 209 ouvre une valve 213; la b.214 (excitée par 212-215) fait tourner un robinet à trois voies 216 dans une position qui donne communication entra la conduite 216a et le cylindre 203, par 216 et 213t Le piston du cylindre 203 descend et fait tourner l'arbre 217, ce qui amène la fermeture du   c.225.   



   Lorsque le controller de freinage est amené à sa première position, les opérations suivantes ont lieu : 
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 Fermeture des o. Bl et B2. Gircuit t 211, 226W 228, 229, 230, 231, 232, 31 et B2, terre. Le circuit d'armature de l'excitatrice 17 est donc établit 
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 Ouverture du c* 1064 Circuit: 229, GS, terre. Fermeture des c. 62, 85, 189 (b. 234, conducteur 231). Fermeture du c. S6. Circuit :  t 231,   85,86, S6, terre. 
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  Fermeture du ce S8. Circuit : s 86, 84, S8, terre. 



  Fermeture du o. S7. Circuit t 231, 62, 63, S7, terre. 



  Les c. S6, S8 et 60 ferment le circuit suivant qui relie les Inducteurs des moteurs en série aux bornes de l'excitatrice 17 : s B2 235, 23A, 24A, 117, 22A, 60, 236, 20A, 19A, 84, 21A, 237, Blé Excitation de la b, SP2. Circuit :  231,   166, 167, SP2, terre. 



  Excitation des b. P3 et P4.   Circuit !  231,   189;   190, P3 et P4, terre. 

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  Excitation de la b. Sl.   Cireuit    t 231,   89, 90, Sl, terre. 



  Fermeture des c. 238 et 239. Circuit :229, 228,227, CR4, terre. 



  Excitation de la b. EFB. Circuit : 211,240, 241,238, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 249, 250, EFB, terre. 



  La fermeture du c.250b ferme un circuit d'alimentation pour l'inducteur 18, à partir du conducteur 104. 



  Ouverture du c. 106. Circuit t 72, c.EFB supérieur, b., terre. 



  Fermeture des c. 33, B4, B5 et B9. Circuit : 251, b. en parallèle, terre. 



   Le freinage pneumatique de la locomotive elle-même est interrompu (mais non pas celui des   remorques) :  b.252 excitée par 253,   25@a   aux bornes de la section 25a de la résistance de freinage. La   b.252   agit sur un robinet à deux voies 254 et le piston 255 est amené par le ressort 256 à la position représentée, dans laquelle l'arrivée de l'air comprimé (provenant de la conduite 257) vers le cylindre de freinage 258 de la locomotive est interrompue. 



     CONTROLE   DE   LA   RESISTANCE   DE     FREINAGE.   



   En même temps que les connexions de freinage sont établies, l'eau de refroidissement est automatiquement fournie à la résistance de freinage 25. 



   La résistance 25 (voir   Fig,4)   est formée de tubes conducteurs,   @   par exemple en acier Inoxydable; disposés de manière à constituer deux conduites parallèles 260 et   261.   Toutefois, au point de vue électrique, les deux tronçons sont en série dans le circuit de freinage. La   b.   262 est excitée par le circuit 242, 243, 244, 244a, 262, terre. Elle provoque l'ouverture d'un robinet 265 qui laisse passer   de l'eau   (sous une pression de l'ordre de 5 Kg/cm2 par exemple) vers les deux branches 260 et   261.de   la résistance. La conduite de dérivation 263a permet le passage d'une légère quantité d'eau par la résistance lorsque le robinet 263 est fermé, dans le but d'éviter le gel par temps froid. 



   La   b.262   provoque l'ouverture du   c.265   et l'excitation de la b.266. Celle-ci ouvre le robinet 267 qui permet l'arrivée de vapeur dans les deux injecteurs 268 et 269; ceux-ci assurent la circulation d'eau dans les tubulures 260 et 261. 



   En vue d'économiser l'espace disponible la résistance a des dimensions aussi réduites que possible et s'échauffe très rapidement (en quelques secondes) à une température à laquelle l'eau se vaporise. Il en résulte 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 une pression de vapeur qui s'oppose à la circulation de l'eau. La vapeur engendrée dans la résistance 25 passe dans un séparateur 270 où la vapeur est dirigée vers le condenseur 12a. 



   Les conduites 260 et 261 sont isolées des tuyaux d'alimentation au moyen de tronçons isolants 260a et 261a. De même le   tro@on   isolant 260b sépare électriquement les extrémités adjacentes des sections 272 et 275. 



     FREINAGE   RHEOSTATIQUE. 



   Les moteurs sont maintenant disposés en trois groupes en parallèle, les deux moteurs de chaque groupe étant en série. Ils sont connectés aux bornes de la résistance de freinage et fonctionnent en génératrices, Circuits des moteurs : a) 25, B9, 111, SI, 23,24, B3, 272; b) 111, 195, 21, F4, 22, 115, B5, 273,25; c) 111, 156, 19, 20, 274, B4, 275, 25. 



   Les résistances 272, 273 et 275 ont une valeur faible et servent à la stabilisation. 



   Pour les opérations de freinage, on a prévu un relais d'intensité CLB et un relais wattmétrique KWB. Dans la réalisation particulière représentée, le freinage rhéostatique débute avec une puissance maxima de 3600 KW. (limitée par le relais KWB) et une intensité maxima de 1400 amp. (limitée par le relais   CLB).   



   Ce contrôle est effectué en agissant sur le mécanisme 205 et, par suite, sur la progression du controller de freinage. 



   Les relais CLB et KWB sont pourvus de b. 276 et 277 respectivement soumises à l'intensité du courant de freinage, Le relais   KWB,   analogue aux relais CLR et KWR, possède une b. de tension 278 connectée à travers le c.   72@   aux bornes du moteur 21. En outre, les deux relais sont pourvus de b. de tension 280 et 281 respectivement, excitées à partir du conducteur 211 à travers le c.282 du mécanisme 205. Le relais KWR présente aussi une b, de compensation 277a en opposition avec la b. 278 qui est en parallèle avec la b, 277. 



    Les b. 283 et 284 sont excitées en série par le circuit suivant t   212,285, 286,287, 283,   28@,   terre. Elles sont enroulées en opposition et présentent le même nombre de tours de manière à neutraliser   leu@   effets lorsqu'elles sont excitées. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. Les relais CLE er KWB contrôlent le circuit suivant : 284, 289, <Desc/Clms Page number 13> 290, 291, 292 (fermé par une b, excitée par le conducteur 287), 293 (normalement fermé et commandé par une b. de tension en parallèle sur la b.278), 295, 296, 297, 298, 299, 225, terre. Lorsque le circuit est fermé, il court-circuite la b. 284; la b.283 attire alors son armature 288 qui fait avancer le controller de freinage d'un cran, Ce circuit peut être ouvert lors du freinage rhéostatique par le a.293 (tension excessive), le c.296 (courant excessif) ou le c.295 (puis- sance excessive}. Le controller ne passe à sa seconde position que lorsque les trois c. sont tous fermés, c.à.d. quand la tension, la puissance ou l'intensité ne dépassent pas des valeurs prédéterminées.

   Lorsque les c. 293, 295 et 296 sont tous trois fermés, de même que le c. 292, la b.283 attire son armature 288 et éloigne le cliquet 223 de la roue à rochet 222, le c.225 étant fermé. Le controller de freinage progresse sous l'action du ressort 218. En même temps, l'armature 288 ferme le c.282. Les b, 280 et 281 sont excitées et le court-circuit de la b.284 est ouverts L'armature 288 est relâchée et le cliquet 223 entre en prise avec la dent suivante de la roue à rochet 222, arrêtant ainsi le controller dans sa seconde position, En même tenps, le c. 282 s'ouvre, désexcitant ainsi les b. 280 et 281, La b. qui commande le e.292 est connectée en parallèle sur les b. 283 at 284, Cette b. (relais temporise) attire son armature et ferme le e*292 un certain temps après qu'elle a été excitée.

   Elle a pour but de permettre à la tension aux bornes des moteurs de s'élever suffisamment pour assurer l'enclen- chement du relais 294 lorsque la tension est excessive.

   Le relais V3 continue à contrôler le freinage rhéostatique. La b, V3 est connectée aux bornes de la résistance 25 entière, en série avec les résistances @00, 301 et 302. Le c. 226 s'ouvre lorsque le controller de freinage atteint sa seconde position et reste ensuite ouverte Par conséquent, la b. CR4 est alors désexcitée et les et 238 et 239 s'ouvrent. L'ouverture du 0.238 interrompt le freinage, à moins que le relais V3 n'enclenche et ne ferme le c.303 établissant un circuit de dérivation.

   Le freinage rhéostatique est donc soumis au contrôle du relais V3 qui relâche son armature lorsque la vitesse tombe à une certaine valeur prédéter minée, par exemple 16 ou 18 Km/h. et interrompt le freinage rhéostatique. Ensuite, le freinage pneumatique est appliqué à la locomotive pour arrêter le train.

   Après le début du freinage pneumatique, la pression de l'air est graduellement réduite, suivant la technique habituelle. Cette réduction de la <Desc/Clms Page number 14> pression d'air modifie le réglage du relais KWE au moyen d'un dispositif à membrane 304 actionnant un plongeur qui appuie sur un levier 305 muni d'un pivot 305a. Le dispositif 304 est relié à la conduite d'air comprimé 205. Lorsque la pression est réduite, le relais KWB est ajusté à une valeur inférieure et l'effort de freinage rhéostatique est réduit.

   Lorsque le controller de freinage progresse, la résistance 103 est graduellement mise hors circuit jusqu'à la 8e position, et l'excitation de l'inducteur 18 augmente. Circuit de l'excitation (fermé à la 1e position du controller de freinage) : 92, 103, 104, 250b, 105, 18, terre,, Dans la 7e, la 12e et la 17e position du controller de freinage, les c. 306, 307 et 308 sont fermés. Fermeture des c@ B8, B7 et B6 dans l'ordre citée Court-circuitage des sections de la résistance 25 et, également dans l'ordre cité, court-circuitage des résistances 300 et 301 dans le circuit de la b.V2 de manière à régler sa sensibilité sur la nouvelle valeur de la résistance de freinage.

   Dans la 7e, la 12e et la 17e position, des sections de la résis- tance 103 sont réinsérées dans 1@ circuit d'excitation et ces sections sont court-circuitées ensuite, avant que la section suivante de la résistance de freinage est mise hors circuit. Dans les positions 11, 16 et 20, la résistance 103 est mise entièrement hors circuit, Dans les positions 11 et 16 également, le c. inférieur du controller de freinage est fermé, empêchant l'intensité de dépasser 1400 amp. lorsqu'on atteint le cran suivant.

   Une autre caractéristique réside dans le cylindre 309 relié à un système d'alimentation d'air comprimé distinct utilisé pour les manoeuvres ou lorsque la locomotive remorque un train très léger. Lorsqu'on applique le freinage séparé, le piston du cylindre 309 agit sur le c. 310, empêchant ainsi l'ex- citation de la b.209 et, par conséquent, l'application automatique du freinage rhéostatique.

   Pour obtenir manuellement le freinage rhéostatique, on tourne la poignée 202. Le c.311 ferme un circuit (en parallèle sur le c.208) qui excite la b. 209 par le c.310. Le robinet 213 s'ouvre et admet l'air provenant d'une conduite 312 et passant par une valve réductrice 313 dans le cylindre 203. Cet air comprimé facilite la manoeuvre de la poignée 202 mais sa pression est insuffisante pour déplacer par elle-même le controller de freinage.

   Les c. 243 et 244, commandés par les cylindres 314 et 315 respec- <Desc/Clms Page number 15> -tivement, sont soumis à la pression de la vapeur engendrée dans la résistance 25 pendant le freinage rhéostatique, Si cette pression deviept excessive, le freinage rhéostatique est interrompu jusqu'à ce que la pression est réduite, Le c.

   245, rappelé'dans sa position ouverte, par'exemple par un ressort (non représenté), est fermé sous l'action du cylindre 316 relé à la conduite d'entrée de l'eau de refroidissement (voir fig.4). Si l'arrivée d'eau est interrompue, le 0.245 s'ouvre et interrompt le freinage rhéostatique jusqu'au moment où l'arrivée d'eau est rétablie, Lorsque le courant traversant les moteurs dépasse l'intensité maxima prédéterminée, une lampe 317 s'allume sous l'action du relais CLR (Circuit : 72, 73, 317, 319, 320, 318, 321, 322, terre). Le c. 318 se ferme lorsque la résistance 98a est entièrement Insérée dans le circuit de l'inducteur 18 et que le courant ne peut plus être réduit par le relais CLR.

   Cette lampe avertit le conducteur qu'il avance trop rapidement le oontroller d'accélération et qu'il doit le ramener quelque peu en arrière jusqu'à ce que l'intensité tombe au-dessous de sa valeur maxima admissible, Si le controller est tourné à fond, les moteurs étant en parallèle et que la locomotive s'engage sur une pente relativement raide, la lampe avertit le conducteur qu'il y a lieu de ramener en arrière le controller 28.

   On prévoit encore une autre lampe 323 dont le circuit est commandé par le c.324 (normalement ouvert,)qui est actionné par le cylindre 325, Celui- ci est en communication avec le condenseur 12a et provoque l'allumage de la lampe 323 lorsque la pression de la vapeur dans le condenseur devient excessive.

   Tel peut être le cas lorsque la charge est excessive, Le c. 324a insère alors la résistance 325a dans la circuit de l'inducteur de l'excitatrice, de manière à réduire la charge., La lampe 323 indique également au conducteur qu'il y a lieu de ramener quelque peu en arrière le oontroller maître.

   Les c. P7. P8 et 158, en se fermant, court-circuitent les résistances de passage 326,27 et 328. respectivement. Ces résistances ont une valeur faible et supportent un courant de forte intensité.Elles sont momentanément insérées dans les connexions série-parallèle et parallèle pour servir de réelstances stabilisatrices; ensuite, elles sont court-circuitées par les ce corres- pondants.

   Pour commander simultanément deux locomotives , on ouvre le c.32@ normalement fermé. Dans le cas d'une seule locomotive, la résistance 330 est en parallèle sur la bobine de tension 133 du relais KWR. Dans le cas de deux loco- <Desc/Clms Page number 16> -motives, la bo@ine de tension de la seconde locomotive remplace la résistance 330.

   L'excitatrice 17 est pourvue d'un inducteur différentiel excité en fonction du courant des génératrices à partir du shunt 129, en parallèle avec la bobine de courant 128 du relais KWR. Cette excitation différentielle assure aux génératrices un effet de compoundage.

   VARIANTE DE LA FIGURE 6.

   Dans le système représenté partiellement à la fig.6, on a éliminé les relais CLR et KWR, mais on a ajouté d'autres dispositifs.

   Les détails communs aux deux systèmes sont désignés par les mêmes signes de référence dans la Fig.6 d'une part et dans les Fig. 1, 2 et 3 d'autre part.

   Une résistance 335 est disposée en série avec les résistances 94 et 96 dans le circuit de l'inducteur 18. Normalement, la résistance 335 est court-circuitée par une pièce conductrice 336 en biseau; celle-ci est maintenue dans sa position supérieure (qui est celle de court-circuit,)lorsque la b. FTR est excitée; dans ce cas, le c.337 s'ouvre.

   La résistance 335 a pour but de réduire momentanément l'excitation de l'inducteur 18 pendant les changements de connexlons. A ces instants, la charge des génératrices est momentanément supprimée et la turbine tend à accélérer. Le régulateur de vitesse de la turbine réduit alors fortement l!arrivée de la vapeur. Lorsque les moteurs sont de nouveau connectés aux génératrices, il se peut que la vitesse de la turbine soit fortement réduite avant que le régulateur permette. à nouveau l'arrivée d'une quantité suffisante de vapeur.

   Lors d'un changement de connexions, la b. Vl provoque d'abord l'ouverture du c.338, l'excitation de la b.339 et l'ouverture du c.339.Lab.FTR est désexcitée, la pièce conductrice 336 retombe rapidement et la résistance 335 est insérée dans le circuit de l'inducteur 18. En même temps, le c.337 ,en série avec le c.340) se ferme. Le circuit de la b. SPTR ou de la b. PTR n'est donc fermé que lorsque la résistance 335 a été insérée dans la circuit de l'inducteur 18 et que le c. 337 est fermé.

   Lorsque le changement de connexions a été effectué, la b, Vl (doit l'excitation est réduite par suite de la diminution de tension de la génératrice laisse retomber son armature et referme le 0.338 qui court-circuite à nouveau la b.339. Le c.339 se ferme, la b. FTR est excitée, la pièce de contact 336 s'élève et le c.337 s'ouvre. <Desc/Clms Page number 17>

   Le dispositif temporisa 336 retarde le mouvement de la pièce 336; la résistance 335 sera donc entièrement court-circuitée au bout de 3 secondes, par exemple.

   L'excitation de l'inducteur 18 augmente graduellement jusqu'à sa valeur normale et la charge de la turbine augmente de même, Pendant le passage de la marche série à la marche série-parallèle, la bt339 est en série avec les c.342, 343 et 344 et avec une résistance 345 d'un valeur suffisante pour éviter un court-circuit par le c.338. Ces trois c. sont tous trois fermés lorsque les moteurs sont connectés en série, Lorsque les connexions s@rie-parallèle sont établies, le c.342 s'ouvre et empêche l'excitation de la b.339, même si la tension de la génératrice .'élève assez pour faire enclencher le relais V1 (en supposant que le controller 28 n'a pas progressé au-delà de la position série-parallèle)6 La b.

   339 est Insérée dans un circuit comprenant le c. 344 et le c.346. Pendant le passage vers les connexions série-parallèle; le c.36 se ferme. Si le controller 28 n'a pas atteint la position parallèle, la b.339 n'est pas excitée,. Lorsque les connexions parallèles sont établies, le c.334 s'ouvre et empêche l'excita- tion de la b.339 même si la tension de la génératrice est assez élevée pour que le relais V1 puisse enclencher Le c.347 est actionné par la bobine d'intensité 348 et la bobine de tension 349.

   La b.348 est branchée aux bornes du shunt 129 dans le circuit d'armature des génératrices 10 et 11 est excitée en fonction du courant d'arma- ture La b. 349 est excitée par un transformateur 350 dont le rapport de transformation est, de préférence, égal à l'unité, et qui est connecté aux bornes de la métadyne 17. Lorsque la tension de celle-ci varie par suite de l'ouverture du c.347, elle induit une f.e.m, dans le transformateur; un courant traverse la b. 349 et produit un effet en opposition avec la b.348, Ceci a pour effet d'amortir le fonctionnement du relais 347 et empêche l'emballement, Lorsque le c.347 se trouve dans la position représentée, la résis- tance 351 est connectée en parallèle avec la résistance 352 dans le circuit de l'inducteur 18.

   L'intensité du courant dans celui-ci est donc élevé, de même, par conséquent, que l'excitation. Si l'intensité du courant traversant le aircuit des génératrices dépasse une valeur maxima prédéterminée, la b. 348 soulève son armature et ouvre ses contacts inférieurs. La résistance du circuit de l'inducteur 18 augmente par suite de l'élimination de la résistance 351, ce qui a pour effet de réduire l'excitation de la génératrice et la charge. Si le c.347 est fermé dans sa position supérieure, la résistance 313 est connectée en paral- <Desc/Clms Page number 18> -lèle avec l'inducteur 18 de manière à réduire encore l'excitation. Grâce à cet effet régulateur, l'intensité du courant d'induit est limitée à une valeur maxima prédéterminée, par exemple 3200 amp.

   Le c.353 est actionné par un dispositif centrifuge entraîna par la turbine 12, au moyen d'une poulie 355, par exemple; il contrôle les résistances 356 et 357 dans le circuit de l'inducteur 18. Pour les vitesses inférieures de la turbine, (position représentée) les contacts supérieurs 353 sont fermés et connectent la résistance 356 en parallèle sur l'inducteur 18 (excitation faible). Lorsque la turbine tourne à vitesse normale, le relais 353 prend sa position inférieure et connecte la résistance 357 en parallèle sur la résistance 352.Le courant circulant dans l'inducteur 18 est élevé et l'excitation importante.

   Le relais 353 permet donc de réduire la charge de la turbine lorsque sa vitesse tombe en-dessous de la valeur normale, par exemple à cause d'une arrivée insuffisante de vapeur, car, dans,ce cas, la vitesse de la turbine diminue malgré le régulateur 358. De préférence, le relais ,353 est réglé de manière à fonctionner pour une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de fonctionnement de la turbine.

   Une autre caractéristique du système de la Fig.6 réside dans la liaison mécanique qui existe entre le régulateur centrifuge 358 et le relais 339 : Lorsque le relais attire son armature, la tige 361 agit sur le resso@t 362 et le régulateur réduit quelque peu l@arrivée de la vapeur avant que le changement de connexions soit effectuée Lorsque le relais 339 laisse retomber son armature, la valve 359 s'ouvre quelque peu sous l'action du régulateur et la vitesse de la turbine commence Immédiatement à s'élever en prévision de l'accroissement de la charge. Ceci, en même temps que le court-circuitage graduel de la résistance 335, contribue à réappliquer lentement la charge sur la turbine après un changement de connexions et évite une diminution momentanée de la vitesse de la turbine.

   Une autre caractéristique du système de la Fig.6 réside dans le 0.363 actionné également par la b.339; lorsque le relais 363 enclenche, le e.363 court-circuite une partie de la résistance 364 en série avec la b. Vl. Il en résulte que celle-ci reçoit une excitation plus importante pendant que le relais 339 est enclenché et que les connexions des moteurs sont changées. Ceci permet d'éviter que le relais Vl ne puisse déclencher, pendant le changement de connexions, sous l'effet d'une diminution de la tension de la génératrice due à une chute de vitesse de la turbine* <Desc/Clms Page number 19> De même que dans le système de la Fig.1, la résistance 137 est Insérée dans le circuit de la b, V1 afin d'en modifier le réglage.

   La valeur de cette résistance varie grâce aux quatre segments inférieurs du oontroller 26. La borne supérieure de la résistance 137 est mise à la terre dans toutes les positions du controller 26. Le segment inférieur relie une des bornes de la b.V1 à la terre dans les positions 1 à 15; il en résulte que la pleine tension est appliquée à la b.V1 dans ces positions. Dans les positions 16 et 17, une partie de la résistance 157 se trouve dans le circuit de la b. V1 qui n'attire alors son armature que pour une tension plus élevée de la génératrice* Dans les positions 18 et 19 une nouvelle section de la résistance 137 est placée en circuit avec cette b. Dans les positions 20 et 21 la résistance 137 est toute entière dans le circuit de la b. V1.

   Pour la commande d'une seule locomotive, on ferme l'interrupteur à main 364a qui met la résistance 365 en parallèle sur la b.V1. Sans le cas de deux locomotives, le c. 364a est ouvert et la b. V1 de la seconde locomotive remplace la résistance 365 qui a la même valeur que la bobine V1.

   On remarquera que la résistance 103 n'est utilisée que pendant le freinage et les résistances 351, 352, 356 et 357 uniquement lorsque les machines fonctionnent enmoteurs.

   Bien qu'on ait représenté deux formes de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données simplement à titre d'exemples et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention. <Desc/Clms Page number 20> EMI20.1

   -t RES 11 JI E t- -s-:-:-:-s-:- L'invention se rapporte aux véhiculez à turbines, à transmission électrique et, plus particulièrement, au système de commande de l'accélération et du freinage de ces véhicules. Cette commande N'effectue en connectant les moteurs électriques en série ou en parallèle et en agissant sur le courant tra- Tersant l'inducteur d'une excitatrice du type métadyne qui alimente les enrou- lements d'excitation des génératrices* Le freinage rhéostatique est assuré au moyen d'une résistance constituée par deux tubes traversés en parallèle par une circulation d'eau de refroidissement,

   les deux tubes étant électriquement en sériât Le freinage rhéostatique de la locomotive se fait automatiquement lors du freinage pneumatique des remorque* mais peut également se faire séparé- ment.

   Les connexions entre les moteurs et la résistance de freinage sont soumises au contrôle de la pression de l'eau circulant dans la résistance et de la pression de la vapeur qui y est engendrée.