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Dispositif de commande et de contrôle à distance par conduc- teur unique.
Société Anonyme dite: Compagnie des Freins et Signaux
EMI1.1
MOESIbIGEOUSE
Dans les installations de commande électrique à distance, on utilise le plus souvent un, deux ou plusieurs fils pour assurer la commande et également, pour chacun des appareils commandés, un, deux ou plusieurs fils pour assurer le contrôle des appareils, ce qui fait que l'ensem-
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ble de l'installation comprend toujours un grand nombre de fils d'alimentation de la commande et du contrôle.
La présente invention vise essentiellement à sim- plifier de telles installations par une diminution du nombre des fils utilisés, ceci grâce au fait que le contrôle des appareils commandes se fait au moyen du même fil de ligne que leur commande, mais au moyen d'un courant de nature différente. Par exemple, les appareils de l'installation peuvent être commandés soit directement, soit indirectement au moyen d'un courant alternatif tandis que le contrôle des appareils commandés se fera au moyen du même fil de ligne, mais au moyen d'un courant continu.
Suivant l'invention, en outre, les dispositifs de commande sont protégés contre l'influence du courant de con- trôle tandis que les dispositifs de contrôle sont protégés contre l'action du courant de commande.
Conformément à un mode de réalisation de l'inven- tion, l'installation de commande à distance comprend un pôle d'une source d'alimentation, un fil unique de transmission, une réactance d'utilisation, une ou plusieurs réactances de protection (selfs ou capacités) et un retour par la masse (terre par exemple).
D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé. Cotte description et ce dessin se rapportent plus spécialement à l'application de l'invention à la commode des signaux on matière de trafic ferroviaire, mais il est bien évident que la présente inven- tion pourra être appliquée à d'autres commandes à distance.
Sur ce dessin :
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La figure 1 montre un schéma de l'application de l'invention à la charge à distance de batteries d'accumulateurs destinées par exemple à des signaux de voie (ou tous autres appareils) .
La figure 3 montre une légère variante de la fi- gure 1.
La figure 3 montre une autre variante de la figure 1, variante dans laquelle on utilise une relation bifilaire entre le signal et le poste pour l'envoi;des deux contrôles.
La figure 4 montre l'application de l'invention à la commande de feux de signalisation alimentés par courant alternatif.
La figure 5 est une variante de la figure 4 avec utilisation d'une pile de secours pour le circuit d'allumage des feux.
La figure 6 enfin montre un schéma plus complet établi conformément à l'invention pour l'alimentation directe de feux à distance par courant alternatif et système de con- trôle.
Comme on l'a indiqué précédemment, le schéma de la figure 1 montre l'application de l'invention à la charge à distance d'une batterie d'accumulateurs destinée par exemple à l'alimentation de signaux de trafic ferroviaire.
Suivant l'invention, on utilise pour cette alimen- tation un fil conducteur qui pourra être lui-même parcouru par un autre courant (un courant de contrôle des appareils des signaux commandés), qui sera généralement celui fourni par la batterie elle-même. Dans l'exemple de réalisation ci-dessus envisagé, la batterie d'accumulateurs à charger se trouve loin de toute source de courant industriel. Le rôle de cette
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batterie peut être quelconque, Elle servira par exemple, comme on l'a indiqué, à alimenter des feux, mais ellc peut servir également à alimenter des circuits de voie ou un "crocodile".
Cette batterie devra envoyer en outre un contrôle de fonctionnement des appareils commandés à un poste avec lequel elle est reliée par un seul fil de ligne. G'est par ce même fil de ligne que, conformaient l'invention, on fera passer l'énergie nécessaire à sa charge.
L'ensemble 1.. est placé au poste de commande. L'en- semble B est placé à une certaine distance du poste. Il est représenté sous la forme d'un chargeur avec renvoi de contrô- le.
Enfin, sur la même ligne, on a placé un second ensemble C, constitué par un chargeur simple sans renvoi de contrôle, ceci simplement à titre d'exemple.
Conformément à une caractéristique essentielle de l'invention, un seul fil de ligne 1 relie les trois ensembles A - B - C, fil de ligne qui sert aussi bien à la transmission du courant de commande qu'à la transmission du courant de contrôle des appareils commandés. Les trois ensembles A - B - C sont d'autre part, comme représenté, mis à la terre en 2.
L'ensemble A comprend un transformateur 3 (ou un auto-transformateur) muni de différentes prises primaires telles que 4, 4', etc... telles qu'elles puissent s'adapter sans difficulté au réseau de distribution se trouvant sur les lieux d'installation. Le transformateur 3 alimente le circuit 1 - (ligne-terre) en courant alternatif basse tension par l'intermédiaire du condensateur 5 dont le rôle est de former obstacle au passage du courant continu pouvant parcourir la
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ligne : courant de contrôle par exemple.
Un voyant 6 est relié d'une part à la terre et de l'autre à la ligne par l'intermédiaire d'une self 7 dont le rôle est de s'opposer au passage du courant alternatif tout en n'offrant au cou- rant continu qu'une faible résistance. Le voyant 6 est ali- menté par un courant de contrôle venant par exemple de l'en- semble B.
L'ensemble B est constitué par un transformateur- redresseur 8 - 9 qui peut être réglé par exemple au moyen d'une résistance variable 10. Ce transformateur-redresseur est relié d'une part au fil de ligne 1 et d'autre part à la terre 2 par l'intermédiaire d'un condensateur 11. Le redres- seur 9 charge une batterie 12. Le pôle de cettebatterie non relié à la terre est relié à un commutateur 13, placé lui-même sur le circuit d'une self 14 grâce à laquelle la batterie se trouve protégée contre la tension alternative de la ligne, ladite self n'opposant toutefois au passage du courant continu qu'une faible résistance.
Suivant la position du commutateur 13, la batterie 12 débitera ou ne débitera pas du courant continu sur la ligne 1 destinée à alimenter le voyant 6 du poste A; dans la position représen- tée du commutateur 13, cette batterie débite sur la ligne 1.
On voit ainsi que par le même fil de ligne 1 peut passer le courant chargé de la commande d'une installation à distance (courant alternatif passant par l'intermédiaire du transformateur 3, du fil 1, du transformateur 8 et du redres- seur 9 pour charger la batterie 12), et un autre courant de nature différente destiné à s'assurer que l'installation commandée à distance l'a bien été (dans l'hypothèse que la batterie 12 a bien été chargée).
L'ensemble de l'installation A - B comprend, comme
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on l'a vu, une d'utilisation 8 et des réactances de protection (condensateurs 5 et Il s'opposant au passage du courant continu, pouvant se trouver sur la ligne, à tra- vers la réactance d'utilisation et réactances 7 et 14 s'op- posant au passage du courant alternatif).
Bien entendu, le type de ces réactances pourrait être différent de celui qui a été représenté en particulier dans le cas où l'on désirerait utiliser comme courante de commande et de contrôle des courants autres que le courant alternatif et le courant continu ci-dessus indiqués à titre d'exemple.
Il est bien évident en effet que d'autres types de courant pourraient être utilises. Il suffirait qu'ils soient de nature différente et que des organes de protection ou filtres puissent être placés sur la partie du circuit qui ne doit pas être influencée par l'un ou l'autre des types de courant utilisés.
Sur la figure 1, on a représenté également un troi- sième poste d'utilisation C qui comprend les mêmes organes que l'ensemble B, mais qui constitue un chargeur simple sans circuit de contrôle. On retrouve dans cet ensemble C un trans formateur-redresseur 8' - 9' qui peut d'ailleurs être très différent du transformateur-redresseur 8-9 mais qui sera tou- jours disposé en série avec un condensateur 11'.
Il est à rematquer qu'il serait possible de trans- mettre deux indications de contrôle grâce à deux positions du commutateur 13 (plus une position supplémentaire de repos) .
Il suffirait par exemple de prévoir, en liaison avec le com- mutateur 13, pour la batterie 12 un inverseur qui permettrait de relier au filde ligne 1 soit le pôle positif, soit le pôle négatif de la ligne, ou (troisième position de repos) d'in-
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terrompre la fourniture de courant continu à ladite ligne.
Le voyant 6 pourrait traduire ces indications à condition qu'il soit convenablement polarisé.
Il est évident que dans le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus à titre d'exemple, les résistances variables de réglage 10 ou 10' pourraient étre remplacées par tout autre système, par exemple par une résis- tance potentiométrique disposée sur le secondaire du trans- formateur 8 ou 8'. On pourrait encore prévoir des prises sur ces secondaires ou même un dispositif à relais shuntant une résistance,dans un- temps variable.
Sur la figure 2, on a représenté l'application à des caractéristiques générales de l'invention décrites à propos de la figure 1 à la commande d'un signal 15 situé à une certai- ne distance du poste A, ce signal étant alimenté au moyen de la batterie 12 chargée à distance par le réseau et par l'in- termédiaire des transformateurs 3 et 8 et du redresseur 9.
Le commutateur 13 peut avoir une position de epmman- de (position inférieure représentée) et une position de con- trôle (position supérieure), ledit commutateur comportant deux bagues grâce auxquelles le signal 15 peut être commandé ou contrôlé.
Sur la figure 3 on a représenté un mode de réalisa- tion de l'invention dans lequel se trouve étendu le système représenté sur la figure 2 pour la commande d'un certain nom- bre de signaux 16 - 17 - 18 - 19. Dans ce mode de réalisation, on utilise deux fils 1 et 1', permettant d'assurer conformément à l'invention à la fois le contrôle au moyen du voyant 6 et la commande d'un signal situé par exemple en amont du signal 15 (par le fil 1) et le contrôle du signal 16 (par le fil 1')
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au moyen du voyant 6' .
Pour chaque est prévu un sys- tème cl 1 alimentation analogue celui -.Lui a été décrit sur les figures 1 et 2 pour le poste 2. Un commutateur 13' à deux bagues permet par exemple pour le signal 16 d'assurer le contrôle et la comm@nde. L'ensemble est alimente comme précédemment par le secteur au poste A par l'intermédiaire du transformateur 3.
Au poste B', comme précédemment au poste B, sont prévues des réactances de sécurité 1@'-1@ s'op- posant au passage du courant alternatif et des réactances de sécurité constituées par un condensateur 11 et s'opposant au passage du courant continu à travers lesystème de comman- de (charge des batteries 12).
Aux postes C, D et E commandant respectivement les signaux 17, 18 et 19, l'organisation peut être la même.
Dans la variante de la figure 3 on a suppose que le retour se faisait par la terre. Bien entendu, un tel retour par la terre n'est pas indispensable dans ce cas.
Sur la figure 4, on a représenté un autre exemple d'application de l'invention dans le cas ou. celle-ci est utilisée pour l'alimentation d'un feu de signal du trafic ferroviaire au moyen de courant alternatif (alors que précé- demment on avait envisagé l'alimentation de ces signaux par un courant continu).
Pour le circuit de contrôle, on peut utiliser éga- lement une pile. pour réduire au minimum le passade du courant alternatif dans cette pile, on peut prévoir, cornue on l'a indiqué précédèrent, uneself à impédance (elle que la self 14 précédemment indiquée à propos des figures 1 à 3).
On pourra prévoir également un circuit complexe (circuit de bouchon) en résonnance sur la fréquence à appli-
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quer. On peut disposer également un redresseur-valve en série avec une pile; dans ce cas, la résistance maximum de la valve sera dirigée de telle sorte qu'elle s'oppose au courant inver- se de celui de la décharge.
Mais on peut également, comme représenté figure 4, supprimer les piles et relier la bague 13" du commutateur d'alimentation à un système producteur de courant ou d'har- maniques, par exemple un redresseur-valve 20. Dans cette hypo- thèse, on 'obtient le dispositif -qui a été représenté sur la figure 4. Au poste de commande A se trouve le transformateur 3 d'alimentation dont le primaire est relié au secteur et dont le secondaire est reliéau fil unique de transmission 1 (pour la commande et le contrrôle) et au condensateur 5 lui- même relié à la terre 2.
A ce poste A est également prévu pour le contrôle, comme précédemment, un voyant 6, protégé par une self 7.
Au poste d'utilisation B est prévu un transforma- teur 8 qui alimente directement les feux 21 du signal trans- formateur dans le primaire duquel se trouve disposé une capa- cité 11 de sécurité empêchant la circulation de courant con- tinu dans ledit transformateur. Sur le circuit de contrôle sont placés le commutateur 13" et le redresseur-valve 20.
Si on le désirait, on pourrait transmettre deux indications au lieu d'une seule, les bagues du commutateur 13" étant dans ce cas disposées en inverseur, une des bagues, la bague 13", étant reliée au redresseur 20 et l'autre, 13"a, étant reliée à une redresseur-valve 20a, disposé en sens inverse de la valve 20 (voir partie pointillée de la figure 4).
Sur la figure 5, on a représenté une variante de la figure 4, variante dans laquelle on utilise une pile de secours
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33 pour l'allumage des feux 21 et dans laquelle cette pile 22 constitue en même temps une pile de contrôle. Dans ce cas, la valve redresseur 20 est supprimée. En outre, on utilise dans ce mode de réalisation de la figure 5, un contact 23 à deux positions, qui permet de faire passer l'alimentation des feux, du transformateur 8 (lorsque le contact 23 est dans la position inverse de celle qui est représentée), à la pile de secours 22 (lorsque le contact 23 se trouve dans la position représentée sur le dessin).
Pour commander le contact :::3, on se sert du transformateur 8 qui comporte un entrefer dans son circuit magnétique.
Lorsque pour une raison quelconque, le courant -il- ternatif n'arrive pas au relais transformateur 8 qui comporte une armature, cette dernière tombe et grâce au contact spé- cial 23, établit un circuit d'allimage des feux sur la pile de secours 22.
Sur la figure 6, on a donné une représentation plus détaillée d'un système de commande de contrôle de signaux établi conforniér,ient à l'invention. L'organisation en est tout à fait analogue à celle qui a été décrite ci-dessus. On trouve au poste A ou poste d'émission, alimenté comme on l'a repré- senté en courant alternatif par le secteur (120 ou 210 volts), le transformateur 3 qui transmet sous une tension convenable le courant au signal par l'intermédiaire d'un fil 1 ( Fil uni- que de commande et de contrôle). Le condensateur 5 empêche le courant continu de circuler dans le secondaire du transfor- Mateur.
La self 7 empêche le courant alternatif ,:le circuler dans le voyant 6, mais n'oppose qu'une faible résistance au passade du courant de contrôle. La protection du côté secteur est réalisée au moyen de fusibles sous verre. En outre, la
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ligne est protégée contre les surtensions par un parafoudre 23 et par un limiteur de tension à gaz 24.
Au poste B ou pqste de réception, on trouve le transformateur 8, qui reçoit le courant alternatif par l'in- termédiaire d'un fil 1 et dont le secondaire peut comporter plusieurs prises permettant d'alimenter soit une lampe, soit deux lampes en série, du signal 15. A ce poste de réception peut être prévu, comme on l'a vu précédemment, une pile 12 pour le courant de contrôle qui alimente par le fil 1 le voyant 6 placé au poste d'émission. En outre, un parafoudre de pro- tection 25 peut être également prévu.
Dans tous les exemples de réalisation ci-dessus donnés, on a prévu que les filtres élémentaires ou réactances de protection étaient constitués par des selfs et des conden- sateurs tels que les selfs 14 et les condensateurs 5 et 11, mais il est bien évident que ces selfs et condensateurs peuvent être remplacés par tous autres filtres et par exemple par des circuits complexes mettant en jeu des phénomènes de résonance.
Il est bien évident en outre que l'invention ci- dessus décrite dans son application à la commande des signaux Çle trafic ferroviaire, pourrait trouver son application dans d'autres cas où il s'agirait d'effectuer une commande élec- trique à distance et de contrôler en même temps la bonne exé- cution de cette commande.
!enfin, il est évident également que des modifica- tions pourraient être apportées dans les détails de réalisation des modes d'exécution donnés ci-dessus à titre d'exemples, sans que l'économie générale de l'invention s'en trouve pour cela altérée.