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PROCEDE ET DISPOSITIONS POUR RATTRAPER LE PATINAGE DANS LES EQUIPEMENTS COMPORTANT PLUSIEURS MOTEURS ELECTRIQUES ALIMENTES PAR DES REDRESSEURS.
La présente invention se rapporte aux équipements de commande é- lectro-mécanique alimentés en courant alternatif et dans lesquels les moteir s sont des moteurs à courant continu, le courant alternatif d'alimentation étant transformé en courant continu par l'intermédiaire de redresseurs ioniques, par exemple des redresseurs à vapeur de mercure; elle a pour objet des procé- dés et dispositions permettant un rattrapage rapide et automatique des pati- nages qui peuvent se produire et elle intéresse donc particulièrement les é- quipements de traction électrique, notamment les équipements de locomotives électriques.
Le procédé et les dispositions objet de l'invention sont essen- tiellement caractérisés en ce que les dissymétries entre les courants par- courant les moteurs, ou entre les tensions à leurs bornes, qui apparaissent lorsque l'un des essieux moteurs commence à patiner, agissent, de préférence sans retard ou avec un retard faible, soit directement, soit par l'intermé- diaire de relais amplificateurs sur le dispositif de commande de l'allumage des anodes de l'ensemble des redresseurs ou du, ou des redresseurs alimentant le moteur qui entraine l'essieu qui a amorcé un patinage, ou le groupe de mo- teurs entrainant le groupe d'essieux parmi lesquels se trouve celui qui a a- morcé un patinage, de manière à retarder rapidement l'allumage des anodes et ainsi à abaisser rapidement la tension d'alimentation du ou des moteurs con- sidérés,
dans le but d'abaisser leur couple moteur et de permettre la repri- se de l'adhérence des roues, le dispositif détecteur des dissymétries inhéren- tes au patinage annulant son effet, lorsque les dites dissymétries ont dispa- ru, soit immédiatement, soit avec une certaine temporisation et laissant re- ' prendre aux allumages des anodes les phases qu'elles avaient primitivement, rétablissant ainsi la tension sur les moteurs, de préférence progressivement, ce dispositif détecteur des dissymétries étant, de préférence, insensible aux petites dissymétries et n'entrant eh action que lorsque les dissymétries at-
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teignent un taux fixé à l'avance, afin de ne pas être influencé par les peti- tes dissymétries inhérentes à de petites différences entre les caractéristiques des moteurs.
En se référant aux figures schématiques ci-jointes, on va décrire des exemples, donnés à titre non limitatif, de mise en oeuvre de l'invention.
Les dispositions particulières de réalisation qui seront décrites à propos de ces exemples devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront être utilisées sans sortir dû cadre de celle-ci.
L'exemple de ma fig. 1 se rapporte à une application de l'in- vention dans le cas où un redresseur alimente deux moteurs de traction, montés en série entre eux, d'une locomotive électrique.
Les moteurs de traction 1 & 2, dont les induits 3 & 4 sont montés en série entre eux et avec leurs inducteurs 5 & 6, sont alimentés en énergie à partir d'un réseau à courant alternatif monophasé, représenté par la ligne de contact 7 et la terre 8, par l'intermédiaire d'un transformateur 9 et d'un redresseur à vapeur de mercure dianodique 18.
Le transformateur monophasé 9 comporte un primaire 10, alimenté entre la ligne de contact 7 et la terre 8 par l'intermédiaire d'un interrup- teur automatique 17, un secondaire auxiliaire 11 qui alimente le réseau 24, des services auxiliaires de la locomotive, et le secondaire principal 12.
Ce dernier comporte une prise médiane 13, qui constitue le pôle négatif du circuit à courant continu et deux jeux de prises, telles que 14, symétrique- ment disposées par rapport au point milieu 13. Les prises telles que 14 sont connectées respectivement aux plots tels que 15 d'un commutateur double 16 permettant d'appliquer respectivement aux anodes 19 & 20 du redresseur 18 des tensions variables, mais toujours égales'entre elles et en opposition de pha- se.
En plus de ses deux anodes 19 & 20, le redresseur 18 comporte une cathode 21, qui constitue le pôle positif du circuit à courant continu et deux grilles de commande 22 & 23 contrôlant respectivement l'allumage des anodes 19 & 20. Le redresseur 18 comporte, en outre, les dispositifs habituels d'al- lumage et d'entretien de la tache cathodique, dispositifs qui ne sont pas re- présentés.
Les moteurs à excitation série 1 & 2 sont couplés en série et sont alimentés entre la cathode 21 du redresseur 18 et le point milieu 13 du secon- daire 12 du transformateur 9. Un inverseur 25 permet d'alimenter les induc- teurs 5 & 6 dans le sens correspondant au sens de marche désiré. Une induc- tance 26, insérée dans le circuit à courant continu, réduit l'importance des ondulations du courant redressé, et une résistance de shuntage 27 peut être prévue afin que les inducteurs 5 & 6 ne soient parcourus que par une fraction relativement petite de la composante alternative du courant redressé.
Les grilles de commande 22.& 23 du redresseur 18 sont alimentées en courant alternatif de phase variable par un dispositif de déphasage 28, tels que la phase de sa tension de sortie soit sous la dépendance d'un courant de réglage. Sur la fige l, le dispositif de déphasage 28 est constitué par un transformateur 29, dont le primaire 30 est alimenté par le réseau auxiliai- re 24 et dont le secondaire 31 a son point milieu 32 connecté à la cathode 21 et par ses extrémités alimente deux circuits déphaseurs.
Le premier circuit déphaseur comporte la résistance 33, en série avec l'ensemble constitué par un condensateur 34 et le jeu d'inductances sa- turables 35 & 36 montées en série entre elles. Chacune de ces inductances comporte un enroulement à courant alternatif respectivement 37 & 38 et un en- roulement à courant continu respectivement 39 & 40. Les enroulements 37 & 38 sont montés en série entre eux et sont en parallèle avec le condensateur 34.
Les enroulements à courant continu 39 & 40 sont également montés en série entre eux et le sens des connexions est tel qu'à un instant donné, quand les ampères-tours instantanés de courant continu et de courant alternatif dans
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les enroulements 37 & 39 de l'inductance 35 sont additifs, ils soient soustrac- tifs dans les enroulements correspondants 38 & 40 de l'inductance 35. On sait qu'une telle combinaison d'inductances saturables se comporte, au point de vue du courant alternatif, comme une inductance unique doht on peut faire va- rier le coefficient de sel-induction dans de très larges limites en faisant varier le courant de saturation dans les enroulements à courant continu. La valeur de ce coefficient de self-induction est d'autant plus petite que le courant continu de saturation est plus grand.
Le fonctionnement d'un tel circuit déphaseur est bien connu. La valeur de la capacité du condensateur 34 est choisie de telle sorte que le coefficient de self-induction équivalent des deux inductances 35 & 36 puisse varier de part et d'autre de la valeur correspondant à la résonance. Dans ces conditions, la tension entre le point milieu 32 du secondaire 31 et le point 41, commun à l'inductance 35 et au condensateur 34, est une tension al- ternative sensiblement sinusoïdale, dont l'amplitude est sensiblement égale à la moitié de la tension induite dans le secondaire 31 et dont la phase va- riable d'une façon continue sera en retard sur celle de la tension entre le point milieu 32 et l'extrémité de gauche du secondaire 31, lorsque le coef- ficient le self-induction équivalent des inductances 35 & 36 sera grand,
c'est- à-dire lorsque le courant continu de saturation dans les enroulements 39 &
40 sera nul ou petit et, au contraire, en avance lorsque ce même coefficient de self-induction sera petit, c'est-à-dire lorsque ce même courant de satu- ration sera grand.
Le deuxième système déphaseur, identique au premier, se compose de la résistance 42, du condensateur 43 et du jeu de deux inductances satu- rables 44 & 45 comportant respectivement les enroulements à courant alterna- @ tif 46 & 47 et les enroulements de saturation à courant continu 48 &.49.
Les enroulements de saturation 39, 40, 48, &'49, montés en série, sont parcourus par le même courant et les connexions entre chacun des deux systè- mes de déphaseurs et le secondaire 31 sont inversées, afin que les tensions entre chacun des deux points, 41, 50 et le point milieu 32 du secondaire 31 soient respectivement égales et en opposition de phase.
Les points 41 & 50 sont connectés respectivement aux grilles du commande 23 & 22, par l'intermédiaire de résistances de limitation de courant 51 & 52.
Les enroulements de saturation 39, 40, 48 & 49 sont alimentés en courant continu variable à partir d'un transformateur 53, dont le primaire 54 est lui-même alimenté par le réseau à courant alternatif auxiliaire 24 et dont les deux secondaires 55 & 56 alimentent respectivement deux ponts de redres- seurs secs 57 & 58 montés en opposition. Le pont de redresseurs secs 57 est alimenté directement par le secondaire 55. Le pont de redresseurs secs 58, shunté par une résistance 59, est alimenté en courant alternatif par le secon- daire 56 à travers un amplificateur magnétique 60.
Ce dernier, dont le principe et le fonctionnement sont bien con- nus, se compose de deux inductances saturables 61 & 62, dont les circuits ma- gnétiques sont, de préférence, constitués par un matériau hypermagnétique, tel que ceux connus sous les noms de MUmetal, Permaloy ou Deltamax. Ces in- ductances 61 & 62 sont respectivement montées en sérié avec un élément ¯de re- dresseurs secs, 63 & 64, et les deux ensembles inductance saturable - redres- seur sec 61-63 et 62-64 sont montés en parallèle, les sens de connexion des redresseurs secs étant tels que chacun des deux laisse passer l'une des demi- a:lternances d'un courant alternatif.
Deux enroulements d'excitation à cou- rant continu 65 & 66 embrassent tous deux chacun des deux circuits magnétiques des inductences 61 & 62 et les sens de connexions aux deux inductances sont tels, que les ampères-tours correspondant aux courants unidirectionnels qui les traversent soient de même sens par rapport aux bobines d'excitation 65 & 66.
On sait que, lorsque la somme des ampères-tours correspondant aux courants qui circulent dans les enroulements 65 & 66 est de sens opppsé
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aux ampères-tours correspondant aux courants qui peuvent circuler dans les inductances 61 & 62 et à une valeur suffisante, généralement faible, le cou- rant alternatif qui traverse les deux ensembles inductance saturable - redres- seur sec 61-63 & 32-64 en parallèle a une valeur très petite, relativement peu dépendante ,les ampères-tours d'excitation. Si ces mêmes ampères-tours d'excitation décroissent au-dessous d'une certaine limite, le courant alter- natif croît très rapidement pour de faibles variations des ampères-tours d'exci- tation. Le courant alternatif continue à croître lorsque les ampères-tours d'excitation changent de sens.
Il suffit d'une très faible variation des am- pères-tours d'excitation pour que le courant alternatif contrôlé passe d'une valeur très petite à sa pleine valeur.
L'enroulement d'excitation 65 est alimenté par une source de cou- rant continu 67 quelconque, par exemple la batterie d'accumulateurs de la lo- comotive. Le courant dans l'enroulement 65 est réglé par une résistance 68 à une valeur telle, que lorsque l'enroulement 66 n'est parcouru par aucun courant d'excitation, le courant alternatif contrôlé par l'amplificateur ma- gnétique soit à son minimum. Ce courant alternatif croîtra donc rapidement lorsque l'on établira un courant continu progressivement croissant, de sens convenable, dans l'enroulement d'excitation 66.
Si donc l'enroulement 66 n'est parcouru par aucun courant d'exci- tation, le courant d'alimentation du pont de redresseurs 58 sera très petit, négligeable en pratique. Dans ces conditions, les enroulements de saturation 39, 40, 48 & 49 du dispositif de déphasage 28 sont alimentés en courant par le pont de redresseurs secs 57, à travers la résistance 59, un rhéostat 69 pouvant être prévu dans le but de régler la valeur maxima de ce courant con- tinu. Si le rhéostat 69 est sur sa position de résistance minimum, le cou- rant continu de réglage de phase a sa valeur maximum et, d'après les explica- tions données à propos du dispositif 28, les tensions appliquées aux grilles 22 & 23 du redresseur 18 seront en avance sur celles appliquées aux anodes correspondantes 19 & 20.
Ces anodes pourront donc s'allumer naturellement et le redresseur 18 fournira la pleine tension correspondant aux prises tel- les que 14 du transformateur 9 qui seront connectées aux anodes 19 & 20 par le commutatuer double 16.
Uhe augmentation de résistance du rhéostat éventuel 69 permettrait de réduire le courant de saturation dans les enroulements 39,40, 48 & 49 du dispositif 28 et de retarder la phase des tenzions appliquées aux anodes 19& 20. Dès que la phase des tensions de grilles est en retard sur celle des ten- sions d'anodes correspondantes, l'allumage des anodes est retardé, ce qui a- baisse la valeur de la tension redressée.
Si l'on alimente l'enroulement d'excitation à courant continu 66 par un courant de polarité convenable, l'amplificateur magnétique 60 laissera passer un certain courant alternatif qui, après redressement par le pont de redresseurs 58, ne pourra se refermer qu'à travers la résistance 59. Le cou- rant dans cette dernière augmentera et la tension à ses bornes augmentera aussi. Cet-e tension est en opposition avec la tension aux bornes du pont de redresseurs 57 et s'en retranche. Cet effet diminue le courant de réglage dans les enroulemznts 39, 40, 48 & 49 du dispositif 28 et retarde la phase des tensions de grille.
En particulier, si le courant dans l'enroulement 66 de l'amplificateur 60 a une valeur suffisante pour produire la pleine excita- tion et si la tension donnée par le secondaire 55du transformateur 53 est suf- fisamment grande par rapport à la tension donnée par le secondaire 55 du même transf ormateur, le courant de réglage dans les enroulements 39,40, 48 & 49 pourra être annulé, ce qui provoquera le retard maximum des commandes de gril- le.
Conformément à l'invention, une résistance potentiométrique 70 est branche en dérivation sur l'ensemble des deux induits 3 & 4 des moteurs de traction 1 & 2 et l'enroulement d'excitation 66 de l'amplificateur 60 est alimenté en courant continu de la polarité convenable entre le point commun 71 des deux induits 3 & 4 et l'une ou l'autre des deux prises, 72 & 73, de préférence réglables, faites sur la résistance potentiomètrique 70, par l'in-
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termédiaire d'un groupe de redresseurs secs 74, 75, 76 & 77 et, éventuellenent, une résistance de réglage 78. Les deux prises 72 & 73 seront disposées seni- blement symétriquement sur la résistance 70 par rapport à son point milieu
79.
On remarquera que le sens de connexion des redresseurs secs 74, 76, est tel qu'il interdit le passage d'un courant sous l'influence de la différence de potentiel qui existe normalement entre les deux prises 72 & 73 de la ré- sistance 70.
Si les tensions aux bornes des deux induits 3 & 4 sont rigoureu- sement égales entre elles, le potentiel de leur point commun 71 est le même que celui du point milieu 79 de la résistance potentiométrique 70 et il ne circulera aucun courant dans les redresseurs secs 74 à 77, ni dans:l'enroule- ment 66 de l'amplificateur 60. Il en sera de même si le déséquilibre de ten- sion entre les deux induits est suffisamment petit pour que le potentiel du point 71 reste compris entre les potentiels des prises 72 & 73 de la résistan- ce 70, car la conductibilité unidirectionnele des redresseurs secs 74 à 77 ne permet pas le passage des courants qui tendraient à se développer sous l'in- fluence des différences de potentiel mises en jeu.
Il n'en est plus de même si le déséquilibre de tension entre les induits 3 & 4 est tel que le potentiel de leur point commun 71 soit supérieur à celui de la prise 72 ou inférieur à celui de la prise 73. Dans le premier cas, un courant circulera, partant du point 71, traversant la résistance 78, le redresseur sec 77, l'enroulement d'excitation 66, le redresseur sec 74 et arrivant à la prise 72. Dans le ceuxième cas, le courant partant de la pri- se 73 passera par le redresseur sec 76, l'enroulement 66, le redresseur sec 75 et la résistance 78 pour aboutir au point 71. Dans les deux cas, le courant passe dans l'enroulement 66 dans le même sens, qui sera celui qui permet l'é- tablissement du courant contrôlé par l'amplificateur magnétique 60.
Ainsi, le dispositif de contrôle sera insensible à de petits désé- quilibres de tension entre les deux induits 3 & 4, tels que ceux qui provien- nent de petites dissymétries entre les deux moteurs 1 & 2. Mais, si l'un des essieux amorce un patinage, cet essieu accélère et la tension aux bornes de l'induit du moteur correspondant s'élève, tandis que celle aux bornes de l'in- duit de l'autre moteur diminue. Dès que le déséquilibre de tension atteint la valeur correspondant à la position des prises 72 & 73 sur la résistance 70, l'enroulement 66 de l'amplificateur 60 est alimenté. Par le processus qui a été exposé, cet effet provoque un retard dans la phase des tensions ap- pliquées aux grilles de contrôle du redresseur 18, et, par suite, une baisse de la tension redressée.
Il en résulte une diminution du couple moteur qui permet la reprise de l'adhérence des roues sur le rail.
De préférence, on donnera aux constantes de temps des circuits de l'enroulement 66 et du circuit des enroulements 39,40, 48, & 49 des va- leurs suffisamment petites pour que la décroissance de la tension appliquée aux moteurs soit plus rapide que la décroissance de vitesse du moteur qui a amorcé un patinage, cette dernière décroissance étant fixée par l'inertie des parties tournantes et par le frottement des roues sur le rail. On évitera ainsi des reprises prématurées du olein couple moteur, qui pourraient provo- quer des pompages du dispositif de contrôle.
On remarquera que, pour le fonctionnement qui a été décrit, c'est-à-dire l'établissement du courant de contrôle dans l'enroulement 66, la constante de temps du circuit de cette dernière est fixée par le coefficient de self-induction de la bobine 66, la résistance propre de cette bobine, celle de deux des redresseurs secs 74 à 77, la résistance 78 et la résistance 70.
Lorsque le patinage a cessé et que l'égalité entre les tensions aux bornes des induits 3 & 4 des deux moteurs 1 & 2 a été sensiblement réta- bli, la tension donnée par le redresseur 18 ne se rétablit pas instantanément à sa pleine valeur. Son rétablissement se fait en fonction des constantes de temps du circuit des bobines 39, 40, 48 & 49 et du. circuit de la bobine 66. Mais la constante de temps du circuit de la bobine 66, qui intervient lors de la diminution du courant qui la traverse, est plus grande que celle qui intervient lors de son augmentation. En effet le courant établi dans
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la bobine 66 peut se refermer sur lui-même en passant, d'une part, par les deux redresseurs secs 75 & 77, d'autre part, par les deux redresseurs secs 74 & 76 et la partie de la résistance 70 comprise entre les prises 72 & 73.
Son passage par la résistance 78 et par la partie la plus importante de la résistance 70 est évité; comme le coefficient de self-induction de la bobine 66 est généralement assez grand et que les résistances alors mises en jeu sont relativement petites, la constante de temps du circuit est assez grande.
Il en résulte que l'ordre de baisse de tension donné au redresseur ne dispa- rait que progressivement et relativement lentement, ce qui est un effet favo- rable, car il évite des variations trop brutales du couple moteur. Cet effet est favorable mais n'est nullement indispensable, et la résistance 78 pourrait ainsi être déplacée et insérée dans le circuit unidirectionnel de la bobine 66.
Le schéma représenté par la fig. 2 se rapporte à un exemple de généralisation des dispositions de la fig. 1, lorsque le redresseur alimente plus de deux moteurs montés en série.
Sur la fig. 2, quatre moteurs de traction 101a, 101b, 101c & 101d à excitation série, ont leurs induits 103a, 103b, 103c & 103d, ainsi que leurs inductances 105a, 105b, 105c & 105 d montés en série et sont alimentés par un redresseur à vapeur de mercure non représenté qui sera supposé identique au redresseur 18 de la Fig. 1. Le pôle 121 est connecté à la cathode du re- dresseur et le pôle 113 au point milieu du secondaire principal d'un transfor- mateur, non représenté, identique au transformateur 9 de la fig. 1, une induc- tance analogue à l'inductance 26 de la fig. 1 pouvant être insérée dans le circuit à courant continu.
Les grilles de commande du redresseur sont alimentées en tension alternative de phase réglable par un dispositif, non figuré, identique au dis- positif 28 de la fig. 1; le courant continu, qui permet de régler la phase des tensions données par ce dispositif, sera fourni par un ensemble, non fi- guré, identique à celui réprésenté sur la fig. l, c'est-à-dire par la combi- naison d'un transformateur identique au transformateur 53 et de deux ponts de redresseurs secs identiques aux ponts 57 & 58, le dernier étant shunté par une résistance identique à la résistance 59, un rhéostat identique au rhéos- tat 69 pouvant être inséré dans le circuit à courant continu.
Le courant alternatif d'alimentation du pont de redresseurs iden- tique au pont 58 est contrôlé par un amplificateur magnétique 160, analogue à l'amplificateur 60 de la fig. 1. L'amplificateur 160 comporte deux redres- seurs secs 163 & 164, respectivement montés en série avec les deux induc- tances saturables 161 & 162, chacune de ces deux inductances étant parcourue par l'une des demi-alternances du courant alternatif contrôlé qui alimente le pont de redresseurs identique au pont 58 de la fig. 1.
L'amplificateur 160 comporte quatre enroulements d'excitation à courant continu 166a, 166b, 166c & 165, dont chacun embrasse les deux circuits magnétiques saturables des inductances 161 & 162.
L'enroulement 165 joue le même rôle que l'enroulement 65 de la Fig. 1. Il est alimenté par une source de courant continu 167, telle que la batterie de la locomotive, et le courant qui le parcourt est limité par une résistance 168 à une valeur telle que, si aucun courant ne circule dans l'un des enroulements 166a, 166b ou l66c, le courant alternatif contrôlé par l'am- plificateur 160 est limité à une valeur très faible.
Aux bornes de l'ensemble des quatre,induits 103a, 103b, 103c & 103d est branchée une résistance potentiométrique 170. Les trois enroulements 166a, 166b & 166c sont alimentés, respectivement: l'enroulement 166a entre les prises 172a & 173a et le point commun 171a entre les induits 103a et 103b, par l'intermédiaire des redresseurs secs 174a à 177a; l'enroulement 166b en- tre les prises 172b et 173b et le point commun 171b entre les induits 103b & 103C, par l'intermédiaire des redresseurs secs 174b à 177b; l'enroulement 16 Se entre les prises 172c & 173c et be point commun 171c entre les induits 103c & 103d, par l'intermédiaire des redresseurs secs 174c à 177c, éventuel-
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lement par l'intermédiaire des résistances de réglage 178a, 178b,& 178c.
Les prises 172a & 173a, 172b & 173b, 172c et 173c, de préféren- ce réglables, sont respectivement disposées sensiblement symétriquement par rapport aux points 179a, 179b & 179c, eux-mêmes respectivement placés au quart, à la moitié et aux trois quarts de là résistance 170. Comme dans l'exemple de la Fig. 1, le sens des connexions des redresseurs secs est tel qu'il inter- dit le passage d'un courant sous l'influence des différences de potentiel exis- tant entre les prises de la résistance 170.
Le montage des redresseurs secs est le même que dans l'exemple représenté Fig. 1 et les explications déjà données à ce sujet font comprendre que, tant que les déséquilibres entre les tensions respectives aux bornes des induits 103a à 103d sont inférieurs à une valeur fixée à l'avance par la position des prises telles que 172a & 173a, aucun courant ne circule dans aucun des enroulements 166a, l66b & 166c et que, s'il amorce un patinage, les déséquilibres des tensions dépassant la valeur fixée, un ou plusieurs des enroulements 166a, 166b ou 166c seront alimentés.
Par le processus décrit à propos de l'exemple de la fig. 1, la tension fournie par le redresseur sera abaissée rapidement et ne se rétablira progressivement qu'après qu'un équilibre suffisant entre les tensions se sera rétabli, c'est- à-dire quand le patinage aura pris fin.
La fig. 3 se rapporte à un exemple d'application de l'invention à un redresseur alimentant plusieurs moteurs de traction branchés en paral- lèle.
Le redresseur 218, supposé identique au redresseur 18 de la fig.
1, comporte deux anodes 219 & 220, alimentées par un transformateur, non re- présenté, et qui peut être supposé identique au transformateur 9 de la fig.l, éventuellement par l'intermédiaire d'un commutateur de changement de prise non représenté et tel que 16 de la fig. 1. Les grilles de commande 222 & 223 correspondant respectivement aux anodes 219 & 220; sont alimentées en courant alternatif à phase réglable par un dispositif 228, dont le détail n'est pas représenté et qui sera supposé identique à l'ensemble d'inductances saturables de capacité et de résistances 28 de la fig. 1. Ce dispositif 228 est lui-mê- me alimenté en courant alternatif par le réseau 224 des services auxiliaires de la locomotive.
Le courant continu variable de réglage de phase sera fourni par le transformateur 253 et les ponts de redresseurs secs 257 & 258, son inten- sité étant réglée par la résistance 259, l'amplificateur magnétique 260 et éventuellement par le rhéostat 269.
La description et le fonctionnement de ces éléments sont identi- ques à ceux exposés pour les éléments respectivement repérés en 53,57, 58, 59,60 & 69 sur la fig. 1.
L'enroulement d'excitation 265 de l'amplificateur 260 joue le même rôle que l'enroulement correspondant référé 65 de la fig. 1; il est ali- menté en courant continu à partir d'une source de courant continu 267, par exemple la batterie d'accumulateurs de la locomotive, à travers la résistan- ce de réglage 268, le sens et l'intensité de ce courant étant tels que le courant alternatif contrôlé par l'amplificateur 260 soit au voisinage de son minimum lorsque le deuxième enroulement d'excitation, 266, n'est parcouru par aucun courant.
Les moteurs de traction, à excitation-série, supposés au nombre de trois respectivement référés 201a, 201b & 201c, sont alimentés en parallè- le entre la cathode 221 du redresseur 218 et le point milieu 213 (non repré- senté) du secondaire principal du transformateur alimentant le redresseur.
Leurs induits sont référés respectivement par 203a, 203b & 203c. Leurs in- ducteurs respectivement 205a, 205b & 205c, peuvent être alimentés dans un sens ou dans l'autre par le jeu des inverseurs de sens de marche, respective- ment 225a, 225b &'225c. Chaque ensemble inducteur inverseur de sens de mar- che 205a-225a, 205b-225b, 205c-225c, est shunté par une résistance, respec- tivement 227a, 227b & 227c, prévue pour que les inducteurs ne soient parcou- rus que par une fraction relativement petite de la composante de courant al-
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ternatif du courant redressé.
Conformément à l'invention, les points communs, respectivement 271a, 271b, 271c entre chaque induit et la résistance de shuntage de l'induc- teur correspondant, sont connectés entre eux par l'intermédiaire de redresseurs secs 274a, 274b & 274c et des prises, de préférence réglables, 272a, 272b & 272c, faites sur les résistances de shuntage 227a, 227b & 227c, sont également connectées entre elles par l'intermédiaire des redresseurs secs 275a, 275b & 275c. Les sens de connexion des redresseurs secs, tels que 274a & 275a, sont tels qu'ils s'opposent au passage du courant qui tendrait à s'établir en rai- son de la différence de potentiel existant entre les extrémités de résistance telles que 271a et les prises telles que 272a.
L'enroulement d'excitation 266 de l'amplificateur magnétique 260 est alimenté entre le point commun entre redresseurs secs 274a, 274b & 274e et le point commun entre redresseurs secs 275a, 275b & 275c, à travers une résistance 278. Comme dans les exemples précédents, le sens des connexions de l'enroulement 266 sera tel que l'établissement du courant unidirectionnel qui peut le traverser, provoquera une augmentation rapide du courant contrô- lé par l'amplificateur 260.
Si les courants qui traversent les trois moteurs 201a, 201b & 201c sont égaux, les chutes de tension dans les résistances 227a, 227b & 227c sont elles-mêmes égales entre elles. Les trois points 271a, 271b & 271c sont au même potentiel. Les trois prises 272a; 272b & 272c sont elles aussi à un po- tentiel commun, plus bas que le précédent. L'enroulement 266 n'est parcouru par aucun courant, car le sens de connexion des redresseurs secs 274a, 275a, 274b, 275b, 274c& 275c s'y oppose. Il en sera de même tant que le déséquili- bre entre les courants des moteurs sera assez petit pour que celui des trois points 271a, 271b ou 271c, dont le potentiel est le plus bas, soit néanmoins porté à un potentiel plus élevé que celui des trois prises 272a, 272b ou 272c dont le potentiel est le plus haut.
Si l'essieu correspondant à l'un quelconque des moteurs, 201a par exemple, commence à patiner, ce moteur accélère et le courant qui le traverse diminue notablement. Le potentiel du point 271a s'abaisse alors-au-dessous de celui des prises 272b & 272e et l'enroulement 266 est alimenté. Par le processus indiqué à propos du schéma représenté en Fig. 1, l'alimentation de l'enroulement d'excitation 266 de l'amplificateur 260 provoque un retard dans la phase des tensions appliquées aux grilles 222 et 223 du redresseur 218 et, par suite; une baisse de la tension redressée. La baisse de courant et la diminution de l'effort moteur qui en résultent permettent la reprise de l'adhérence des roues correspondant au moteur 20ia et le patinage prend fin.
Dès que le patinage à cessé et que l'égalité des courants parcourant les moteurs est sensiblement rétablie, l'enroulement 266 cesse d'être alimm - té et la tension redressée revient à sa valeur primitive, rétablissant ainsi le plein couple moteur.
Avec les dispositions décrites, la baisse de la tension redressée et sonrétablissement se feraient avec la même rapidité, déterminée par la cons- tante de temps correspondant à l'inductance de l'enroulement 266, à sa résis- tance 278. On peut obtenir un rétablissement de la tension beaucoup plus lent, en shuntant l'enroulement 266 par un redresseur sec 276 branché dans un sens tel qu'il ne laisse passer aucune dérivation du courant d'alimentation de la bobine 266. Le redresseur sec 276 n'a aucun effet lors de l'établissement de courant dans la bobine 266, c'est-à-dire lors de la baisse de la tehsion redressée.
Par contre, lorsque le patinage ayant cessé, l'égalité des cou- rants absorbés par les moteurs a été rétablie et que la tension d'alimentation de la bobine 266 a disparu, le courant établi dans cette dernière peut se re- fermer à travers le redresseur sec 276 et la disparition de ce courant se fera sensiblement avec la constante de temps propre de la bobine 266, beaucoup plus grande que celle qui est intervenue lors de l'établissement du courant. On pourra donc obtenir, ainsi qu il est désirable, une baisse rapide de la ten- sion et une remontée relativement lente.
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Les dispositions décrites d'après les fig. 1 2 & 3, ne l'ont été qu'à titre d'exemples, elles n'ont été choisies que parce qu'elles se prêtaient à des exposés simples permettant une bonne compréhension de l'in- vention dont elles n'indiquent que des modes de réalisation.-
D'autres dispositions peuvent être employées sans sortir du cadre de l'invention., C'est ainsi que le dispositif d'alimentation des grilles de contrôle représenté en 28 sur la Fige 1 et qui a été supposé être également utilisé dans les deux autres exemples, pourrait être remplacé par tout autre dispositiffournissant des tensions de phase variable, ces phases étant sous la dépendance d'un courant de réglage, soit directement, soit en passant par tout intermédiaire, électrique ou électromécanique.
Le mode d'action des amplificateurs, tels que 60, sur les dispo- sitifs tels que 28, pourrait être autre que celui qui a été décrit; en par- ticulier, on serait amené à utiliser un autre mode d'action si le dispositif
28 était remplacé par un autre dispositif fournissant des tensions de phase variable
L'invention ne se limite d'ailleurs pas à l'utilisation d'ampli- ficateurs magnétiques tels que 60. Tout autre système d'amplification, magné- tique ou non, conviendrait aussi bien. On peut aussi faire agir directemert le dispositif sensible au déséquilibre entre courants ou tensions, sur le gé- nérateurs de tension à phase variable, sans l'intermédiaire d'amplificateur.
De même, l'invention ne se limite pas aux procédés indiqués pour rendre le montage insensible aux petits déséquilibres entre courants ou ten- sions.
Ainsi, la fige 4 se rapporte à une variante de l'intention appli- quée, comme dans le cas de la fig. 1, à un redresseur alimentant deux moteus montés en série.
Sur cette Fig. 4, 303 & 304 désignent les induits des deux mo- teurs montés en série, dont les inducteurs ne sont pas représentés. Le pôle positif 321 est connecté à la cathode du redresseur (non représenté), éven- tuellement à travers une inductance, et le point 313 est connecté au point milieu du secondaire du transformateur, à travers l'inverseur de sens de marche (non figuré) analogue à l'inverseur 25 de la fig. 1, et les inducteurs série (également non figurés). Une résistance potentiométrique 370 est montée en dérivation sur les deux induits 303 & 304, entre les deux points 321 & 313.
Le pont de redresseurs secs 358 est alimenté entre le point milieu 379 de la résistance 370 et le point commun 371 entre les deux induits 303 & 304 et une résistance, de préférence réglable, 359 est branchée en dérivation sur le pont de redresseurs 358. Le pont de redresseurs secs 357 est alimenté en courant alternatif par le secondaire 355 du transformateur 353, dont le primaire 354 est connecté au réseau 324 des auxiliaires de la locomotive.
Le secondaire 355 comportera, de préférence, des prises telles que 380 permet- tant de,faire varier sa tension. Le pont de redresseur 357 sera, de préféren- ce, shunté par un condensateur de filtrage de grande capacité 381, par exemple un condensateur électrochimique.
Les grilles du redresseur, non représentées, sont alimentées en 322 & 323 par une tension alternative de phase réglable, au moyen d'un dispo- sitif 328, dont le détail, non représenté, est identique à celui du dispositif 28 de la Fig. 1. Le courant continu de saturation, dont' la valeur détermine la phase des tensions alternatives données par le dispositif 328, est fourni et réglé par les deux ponts de redresseurs 357 & 358, éventuellement à tra- vers un rhéostat de réglage 369.
Si les tensions aux bornes des deux induits 303 & 304 sont égales le pont de redresseurs 358 n'est pas alimenté, la valeur du courant continu dans les enroulements de saturation du dispositif 328 est déterminée par la tension redressée aux bornes du pont de redresseurs 357 (elle-même déterminée par la prise, telle que 380 du secondaire 355 sur laquelle est branchée l'ali- mentation du pont 357), par la valeur de la résistance 359 et, éventuellement,
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par le rhéostat 369.
Mor :le end e co r et est réglé, ainsi qu'il a été exposé à pro- pos du montage represente Fig. 1, de telle sorte que la phase des tensions al- ternatives appliquées aux grilles de contrôle soit un peu en avance sur les tensions d'anode, et le redresseur fonctionne au maximum de tension redressée correspondant à la valeur de la tension alternative appliquée aux anodes.
La tension aux bornes du pont de¯redresseurs 358 est alors égale à la chute ohmique dans la résistance 359 et elle est appliquée aux redresseurs secs qui le constituent dans le sens inverse de celui qui correspond à leur conductibilité. S'il apparaît une petite différence entre les tensions aux bornes des deux induits 303 & 304, la différence entre ces tensions apparait entre las points 379 & 371 et elle est appliquée aux bornes d'alimentation du pont 358;elle ne produira aucun effet tant qu'elle sera inférieure à la tension aux bornes de la résistance 359 et le courant continu de réglage du dispositif 328 ne sera pas modifié.
Si le déséquilibre des tensions en tfe les deux induits 303 & 304 augmente et déphase la valeur de la tension aux bornes de la résistance 359 ce qui se produira lors des déséquilibres im- portants provenant d'un patinage, le pont de redresseurs 358 commencera à dé- biter et, par le processus exposé à propos du montage de la fig. l, provo- quera la diminution du courant continu de réglage du dispositif 328 et, cor- rélativement , le déphasage en retard des tensions de grille et la baisse de tension du redresseur. Dès que le patinage a cessé, l'équilibre des tensions aux bornes des deux induits se rétablit sensiblement, le pont 358 cesse d'être alimenté ou n'est plus alimenté que par une tension insuffisante.. Le courait de réglage du dispositif 328, la phase des tensions de grille et la tension fournie par le redresseur reprennent leur valeur primitive.
Il est à remar- quer que dans le cas du montage de la fig. 4, la baisse et le rétablissemert de la tension se font avec la même constante de temps.
On pourra agir sur le degré d'insensibilité du montage aux petits déséquilibres, en modifiant la tension aux bornes de la résistance 359,c'est- à-dire en modifiant la valeur de cette résistance et en choisissant la prise convenable, parmi les prises telles que 380 du secondaire 355, pour mainterir le courant de réglage à une valeur correcte
L'insensibilité, ou la très faible sensibilité aux petits déséqui- libres, peut aussi être obtenue par d'autres moyens, sans sortir du cadre de l'invention.
Par exemple, le résultat désirable serait obtenu, sur la fig.l, en connectant les deux redresseurs secs 74 & 76, non plus à deux prises dis- tinctes 72 & 73 de la résistance 70, mais à son point milieu 79 et en rempla- gant la résistance 73 par une résistance à caractéristique non linéaire dont la valeur de résistance, très élevée lorsque la tension qui lui est appliquée est faible, décroit très rapidement lorsque cette même tension s'élève.
De telles résistances peuvent être obtenues, par exemple, en les constituant avec la matière connue sous le nom de "Thyrite"; on peut aussi obtenir de telles résistances en utilisant des éléments de redresseurs secs, on remarquera, en particulier, que les caractéristiques propres des redresseurs secs 74, 75, 76 & 77 de la fig. 1 suffiraient, par elles-mêmes, à donner une certaine insen- sibilité au montage, même dans le cas où les trois points 72, 73 & 79 seraient confondus.
Il est à noter,que l'insensibilité aux petits déséquilibres, con- dition réalisée dans les montages représentés sur les fig. 1, 2, 3, & 4, n'est qu'une commodité qui permet d'utiliser des moteurs dont les caractéristiques ne sont pas absolument identiques. Si des précautions sont prises pour que les caractéristiques des moteurs soient bien comparables entre elles, l'insen- sibilité aux petits déséquilibres n'est plus nécessaire. Il doit, en outre, être bien compris que les montages simplifiés ne présentant qu'une insensibi- lité très petite, ou même nulle, aux faibles déséquilibres, rentrent dans le cadre de l'invention.
Bien que, dans les exemples décrits, il n'ait été fait usage que d'un redresseur polyanodique, l'invention est applicable avec plusieurs re- dresseurs, de types quelconques, pcyanodiques.
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Les redresseurs monoanodiques peuvent être, par exemple, du type où la tache cathodique est entretenue en permanence et où le contrôle de l'arc est fait par desgrilles de contrôle, Ils peuvent aussi être d'autres types et notamment des types où la tache cathodique est amorcée synchroniquement, tels que les tubes connus sous le nom d'ignitronso
Dans ce dernier cas, les montages décrits devront être modifiés, en remplaçant les dispositifs tels que 28, donnant des tensions de phase va- riable appliquées aux grilles de contrôle du redresseur, par des dispositifs alimentant les électrodes d'amorçage en impulsions de courant, relativement brèves et intenses, se produisant à des instants variables de la période.
Une telle modification est immédiate par la simple utilisation de la technique connue des redresseurs en cause. Enfin, l'invention est également applicable avec des redresseurs à cathode chaude, des redresseurs dans lesquels le gaz ou la vapeur icnisable est autre que la vapeur de mercure et, en général, avec des redresseurs ioniques de tous types.