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Système de commande .
La présente invention concerne de façon générale les systèmes de commande et, plus particulièrement, des systèmes pour commander le fonctionnement de véhicules à propulsion électrique, tels que les locomotives électriques.
Les conducteurs de locomotives s'affolent souvent quand il y a une interruption du courant d'alimentation et, le conducteur, ne prenant pas les mesures appropriées, perd le contrôle de sa machine, spécialement dans les mines souterraines où les pentes sont sévères.
Les buts de l"invention sont : Au point de vue général, créer un système de freinage de secours pour véhicules à propulsion électrique, simple et de fonctionne- ment efficace et de fabrication et d'installation peu coûteuses; plus spécialement, appliquer automatiquement un freinage sur
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génératrice à un véhicule à propulsion électrique en cas d'inter- ruption de courante créer un système de freinage sur génératrice de secours pouvant être installé facilement sur des locomotives neuves ou existantes; créer un système de freinage sur génératrice qui freinera pendant la marche du véhicule dans n'importe quel sens.
D'autres buts de l'invention ressortiront d'eux-mêmes ou seront exposés ci-après.
Suivant une forme d'exécution de l'invention, on produit un freinage de secours sur génératrice dans une locomotive électri- que propulsée par une paire de moteurs électriques, en établissant le circuit de freinage en cas de coupure de courant mais non pas dans le cas d'une surcharge qui fait fonctionner l'appareil de protec- tion habituel contre les surcharges.
L'invention ressortira clairement de la description donnée ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel:
La figure 1 est une vue schématique d'un système de comman- de de locomotive conforme à l'invention; et .
La figure 2 est un schéma des connexions de circuit prin- cipales. Le système de la figure 1 comprend une paire de moteurs 10 et 11, qui peuvent être d'un type approprié à la propulsion d'une locomotive électrique (non représentée) et ayant des enrou- lements d'induit 12 et 13 et des enroulements d'excitation série 14 et 15, respectivement ; un commutateur M à fermeture magnétique et à ouverture par ressort ou par gravité ; commutateur S à fermeture par ressort et à ouverture magnétique ; unrelais de protec- tion contre les surcharges OL; un commutateur de commande CS ; uncontréleur C qui peut être du typeàtambour ; résistance d'accé- lération AR et une résistance de freinage BR.
Des commutateurs.inverseurs 16 et 17 peuvent être prévus pour inverser le sens des inducteurs des moteurs 10 et 11, respec- tivement, de la manière habituelle. Le courant pour les moteurs @ -
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10 et 11 peut être amené par un collecteur de courant 18 en con- tact avec un fil de trolley 19. Celui-ci peut être relié à une sour- ce d'énergie appropriée quelconque, telle qu"une station de produc- tion de courant (non représentée).
Comme indiqué, le contrôleur C est muni d'un jeu de con- tacts auxiliaires 21,pour circuit de commande montés µ l'intérieur du contrôleur. Cependant, si on le désire, ces contacts auxiliaires manuel peuvent être incorporés à un commutateur/d'un des différents types appropriés bien connus. Les contacts principaux 22 du contrôleur C servant à shunter la résistance d'accélération AR dans le circuit moteur pendant l'accélération de la locomotive, de la manière habituelle.
Les contacts principaux du commutateur M servent à interrom- pre le circuit moteur principal, déchargeant ainsi le contrôleur C de cette coupure sévères du circuit principal, ce qui diminueles frais d"entretien du contrôleur. Le commutateur M est pourvu de contacts auxiliaires M1 dont le rôle sera exposé plus loin. Les contacts auxiliaires M1 sont fermés quand les contacts principaux du commutateur sont fermés. Le commutateur S a aussi des contacts auxiliaires Si. Ceux-ci sont fermés quand les contacts principaux de ce commutateur sont ouverts.
Le relais de surcharge OL est pourvu d"une bobine d'excita- tion 23 insérée dans le circuit moteur principal, et d'un enroule- ment de maintien 24. Ce relais est muni de deux jeux de contacts OL1 et OL2. Les contacts OL1 se ferment et les contacts OL2 s'ou- vrent quand la bobine en série 23 est excitée. La bobine de maintien 24 agit de la manière habituelle pour maintenir le relais fermé une fois qu'il a été excité'
Le fonctionnement de l'appareillage décrit- ci-dessus ressortira clairement de la description détaillée suivante. Pour mettre la locomotive en marche, on ferme le commutateur CS, ce qui envoie le courant dans la bobine d'excitation du commutateur S qui
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ouvre les contacts principaux et ferme les contacts auxiliaires
S1 de ce commutateur.
Après que les commutateurs inverseurs 16 et 17 ont été mis sur la position correspondant au sens de marche désiré, le contrôleur C est amené de la position "arrêt" à la position "un". Quand le con- trôleur passe par la position "O", un circuit s'établit partant d'un conducteur damenée de courant par un secteur 26 du contrôleur, pour aboutir à la résistance d'accélération AR.
Quand le contrôleur se trouve sur la position "un", la bobine d'excitation du commutateur M est alimentée par un circuit partant du conducteur d'amenée de courant 25 par le commutateur de commande CS, un conducteur 27, les secteurs de contrôleur 28 et 29, le conducteur 31, la bobine d"excitation du commutateur M, le conducteur 32, le secteur de contrôleur 33, le conducteur 34, les contacts auxiliaires Si du commutateur S, le conducteur 35, les contacts OL2 du relais de surcharge OL et un conducteur 36, pour aboutir à la terre. La fermeture des contacts principaux du commu- tateur M complète les connexions du circuit principal des moteurs 10 et 11, envoyant ainsi le courant dans les moteurs.
Le contrôleur C peut alors être avancé pour shunter la résistance AR dans le cir- cuit moteur de plot en plot, accélérant ainsi la locomotive de la manière habituelle.
Le courant peut être supprimé aux moteurs pour arrêter la locomotive, en ramenant le contrôleur C dans sa position "arrêt", de la manière habituelle. Il faut remarquer que le circuit de com- mande de la bobine d"excitation du commutateur M passe par les contacts auxiliaires Si du commutateur S. De ce fait, le commuta- teur M ne peut pas se fermer à moins que les contacts principaux du commutateur S soient ouverts,éliminant ainsi la possibilité d'un court-circuit au réseau.
L'intervalle qui s'écoule entre la position où les con- nexions du circuit moteur sont établiés par 1"intermédiaire du @ ----
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entre secteur 26 du contrôleur C et/ la fermeture du circuit de commande pour le commutateur à commande magnétique M est tel que, lorsque le contrôleur est ramené à la position "repos", les contacts du commuateur M s'ouvrent avant que la connexion vers le tambour du contrôleur soit coupée. Quand on utilise des interrupteurs à main au ]eu des contacts auxiliaires 21 sur le contrôleur, cet inter- valle de temps peut être obtenu par un dispositif à mouvement re- tardé dans le commutateur à main.
On remarquera aussi que le circuit passant par le secteur
33 du contrôleur C se ferme seulement quand le contrôleur se trou- ve dans la position "un". Ces contacts sont shuntés par les contacts auxiliaires Ml quand le commutateur Ml est fermé. De ce fait, pour toutes les positions du contrôleur C au-delà de la position "un", le circuit d'alimentation de la bobine d'excitation du com- mutateur M est maintenu par l'intermédiaire des contacts auxiliaires Ml.
Si pour une raison quelconque il y a une interruption du courant d'alimentation du véhicule et que le commutateur M s'ou- vre, le circuit principal du moteur ne peut se rétablir aussi long- temps que le contrôleur C n'est pas revenu à sa position "un" pour refermer le commutateur M. De cette manière, la résistance AR est insérée à nouveau dans le circuit moteur afin de protéger les mo- teurs contre un à-coup, si le courant revenait .
Quand pour une raison quelconque il y a interruption de courant à la locomotive, le commutateur M à fermeture magnétique s'ouvre et le commutateur S à fermeture par ressort se ferme. La fermeture des contacts principaux du commutateur S établit le circuit de freinage sur génératrice représenté plus clairement 4 la figure 2. Le degré de freinage est déterminé par la résistance BR insérée dans le circuit de freinage.
Comme représenté à la figre 2, les moteurs 10 et il fonc- tionnent engénératrices pendant le freinage électrique pour re-
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tarder la marche de la locomotive en avant. Le sens de l'écoule- ment du courant pendant le freinage sur génératrice du Méhien- le en marche avant est indiqué par les flèches en pointillé. Le sens de l'écoulement de courant pendant le travail normal de la locomotive est indiqué par les flèches en traits pleins. On voit donc que, pendant le freinage sur génératrice, le courant dans les induits des deux machines est inversé, tandis que le courant dans les inducteurs garde le même sens que lorsque la locomotive reçoit de l'énergie.
Bi la locomotive s'arrête par interruption de courant et se remet en marche arrière, faisant ainsi tourner les machines en sens inverse, le sens du courant est donné par les flèches on- dulées. Donc, en admettant que les caractéristiques de la machine 10 soient telles qu"elle a une tension résiduelle plus élevée que la machine 11, la machine 10 fonctionne en génératrice et la machine 11 en moteur.
Comme le sens de rotation de la machine 10 a changé, mais que l'excitation reste dans le même sens, le courant d'induit con- tinue à passer dans le même sens que lorsque la machine fonctionnait en moteur: La machine 11 fonctionne en moteur avec courants d"exci- tation et d'induit tous deux inversés. Elle tend donc à tourner dans le même sens que lorsque la locomotive était alimentée et s'oppose au mouvement de recul. On obtient donc un freinage de secours, que la locomotive continue à avancer dans le même sens que lorsque le courant était appliqué ou bien qu"elle s'arrête et recule.
Quand le courant revient à la locomotive, le freinage sur génératrice disparait, mais on ne peut renvoyer de l'énergie aux moteurs aussi longtemps que le contrôleur C n'est pas revenu à la position "un" et que la bobine d'excitation du commutateur M à fermeture magnétique n'est pas alimentée pour fermer celui-ci.
Ceci protège les moteurs contre un à-coup, comme exposé ci-dessus.
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Il faut remarquer que le freinage de secours sur généra- trice n'a pas lieu au cas où le relais de surcharge OL fonctionne et ouvre le commuateur M en cas d'une surcharge des moteurs. Comme le circuit d'alimentation de la bobine d'excitation du commutateur M est maintenu par les contacts OL2 du relais OL, la bobine est dé- donnectéeet le commutateur M s'ouvre, interrompant le circuit du moteur à la suite d'une surcharge.
Cependant, la bobine d'excitation du commutateur S n'est pas déconnectée en cas de surcharge. De ce fait, les contacts principaux du commutateur S ne peuvent se fermer pour établir le circuit de freinage de secours sur génératrice.
Il faut remarquer que le courant ne peut être renvoyé dans les moteurs après le fonctionnement du relais OL aussi long- temps que le contrôleur C n'est pas revenu à sa position "arrêt".
La bobine de maintien 24 du relais OL est alimentée par Pintermé- diaire des contacts OL1 du relais lorsque ces contacts se ferment par suite du fonctionnement du relais. Une fois que la bobine de maintien est alimentée, elle ne peut être déconnectée pour libé- rer le relais que si le cpntrôleur C revient à sa position "arrêt".
La description précédente montre que le système de commande décrit ici produit un freinage de secours automatique sur géné- ratrice dans le cas d'une perte de puissance de la locomotive par coupure du courant ou quand le trolley ou le collecteur de courant quitte son fil. Le freinage de secours fonctionnera aussi en cas de panne ou d'ouverture du commutateur de commande CS, mais, comme exposé ci-dessus, il ne fonctionne pas en cas de surcharge des moteurs. Le freinage de secours fonctionne indépendamment de la position des commutateurs inverseurs, c'est-à-dire que ces commu- tateurs soient mis en marche avant ou arrière et indépendamment de la position du contrôleur C. De plus, le freinage de secours est appliqué sans aucune intervention du conducteur.
Le courant ne peut-pas être renvoyé aux moteurs après @
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l'application du freinage de secours aussi longtemps que le con- trôleur n'est pas revenu dans sa première position,position dans laquelle toute la résistance d'accélération est insérée dans le circuit moteur afin d"empêcher les à-coup aux moteurs. Les frais d'entretien du contrôleur sont réduits du fait que le circuit mo- teur est toujours interrompu par le contacteur magnétique. Le sys- tème peut être appliqué facilement et économiquement à une loco- motive à construire ou à une locomotive existante, l'appareillage supplémentaire requis étant relativement réduit.
De nombreuses modifications pouvant être apportées à la construction ci-dessus et d'autres formes d'exécution de l'inven- tion pouvant être réalisées sans sortir du cadre de l'invention, la description précédente et le dessin annexé sont donnés à titre exemplatif et non limitatif.
REVENDICATIONS.
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1.- Un système de commande pour plusieurs moteurs élec- triques comprenant un premier dispositif commutateur pour connec- ter le système à une source d'énergie, un contrôleur pour moteur pouvant être manoeuvré depuis une position "arrêt" pour shunter une ou plusieurs résistances, un second dispositif commutateur normalement ouvert pour connecter les moteurs à la source d'é- nergie, et un troisième dispositif commutateur normalement fermé pour établir un circuit de freinage de secours sur génératrice pour les moteurs, la fermeture du dispositif commutateur normalement ouvert étant commandée par la position du dispositif commutateur normalement fermé,
1"ouverture du dispositif commutateur normale- ment fermé se faisant en réponse à l'alimentation du circuit d'a- menée de courant avant que les moteurs soient connectés à celui- ci et avant que le contrôleur du moteur ne quitte sa position "arrêt"., et la fermeture du dispositif commutateur cité en dernier lieu se faisant à la suite'd'une interruption du circuit d'amenée de courant.
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