Machine de transformation pour l'alimentation d'engins électriques répartis en deux groupes, par utilisation d'un courant de réseau continu à voltage constant. L'invention se rapporte à l'application, à la machine à flux magnétique symétrique ment subdivisé du brevet principal, d'un dis positif d'excitation séparée présentant cer taines particularités, qui offre certains avan tages sur l'excitation shunt habituelle, no tamment dans le cas de fortes fluctuations de tension sur le réseau d'alimentation.
La description sera faite ci-après en prenant comme exemple l'application de l'invention à une machine de transformation à flux symétriquement subdivisé, suivant le brevet principal; et contrôlant deux groupes équilibrés de moteurs de traction, levage ou analogue.
Dans le dessin ci-joint, donné à titre d'exemple, la, fig. 1 est un diagramme rappe lant les conditions auxquelles doivent satis faire les courants envoyés aux enroulements inducteurs de la machine de transformation. La fig. 2 est un schéma de montage de l'ap plication dont il est question ci-dessus.
Si l'on se fixe trois axes (fig. 1) dont deux O1J' et O2J'' parallèles et dirigés en sens in verses, et le troisième O1O2 perpendiculaire aux deux précédents et limité à une longueur égale à celle par laquelle on veut représenter le flux total 0, supposé constant, de la ma chine de transformation, et si l'on trace par rapport aux deux systèmes d'axes orthogo naux O2O1J' et O1O2J'' les caractéristiques O1S1 et O2S2 de saturation des deux circuits magnétiques de la machine de transformation, les abscisses O1J' et O2J'' représentent les valeurs des courants à envoyer respective ment dans les enroulements inducteurs P1.P3 et Q'2.Q''2 de la machine de transfor mation pour obtenir, dans les enroulements induits A1.A3 et A'2.A''2, les flux correspon dants 01 et 02 dont les valeurs sont repré sentées par les ordonnées.
On voit que les deux courants simultanés d'excitation j' et ?" produisant les deux flux complémentaires, sont déterminés par la construction géomé trique très simple indiquée à la figure, et ont une somme déterminée par la longueur de la parallèle de l'axe des abscisses com prise entre les deux courbes, cette parallèle partageant la longueur O1O2 en proportion des deux flux complémentaires c1 et c2; on voit encore que la somme des deux courants j' + j'' est minimum dans le cas où les deux flux partiels sont égaux entre eux, comme c'est le cas entre les points s' et s''. On ap pellera ci-après j0 cette somme minimum.
Dans la fig. 2, 1 et 1' sont deux conduc teurs positif et négatif venant du réseau; A1, A'2, A''2, A3 sont les quatre enroule ments induits de la machine de transforma tion; P1, P3 et Q'2, Q''2 sont les deux en roulements inducteurs devant produire les deux flux f1, 02 variant en sens inverses l'un de l'autre; r1 r2 sont les deux rhéostats de champ correspondants; D est le démarreur automatique de la machine; E est une exci- tatrice conduite par la machine et servant à exciter les motieurs d'utilisation E1 et E3, pendant le freinage et la récupération, au moyen des enroulements inducteurs 3-4 et 5-6 de ces moteurs. Au lieu d'alimenter les circuits inducteurs P1.
P3 et Q'2, Q''2 di rectement par le réseau (machine à excita tion shunt), on se sert ici d'une excitatrice séparée conduite par un moteur ad hoc et fournissant une tension sensiblement cons tante, indépendant des variations de tension du réseau.
Ce moteur M0 (fig. 2) peut être un mo teur quelconque, mais de préférence à exci tation série ou compound ou encore un mo teur où le flux inducteur est produit par un déplacement des balais autour du collecteur, parce qu'un tel moteur série ou compoundé ou à balais décalés, lorsqu'il est branché sur un réseau à tension fluctuante, varie de vi tesse autrement qu'un moteur shunt et n'offre pas certains des inconvénients qui se produisent dans une machine excitée en dé rivation sous une tension trop brusquement variable. On a représenté ici un moteur com- pound avec un enroulement shunt d0 et un en roulement compound h0.
L'induit de ce mo teur peut être à enroulement et à collecteur simple ou double selon la tension du réseau; on a supposé ici deux enroulements et deux collecteurs A0 A0 en série entre eux. D0 est un démarreur automatique pour ce mo teur M0.
Ce moteur spécial M0 entraîne une exci- tatrice E0 alimentant les deux enroulements inducteurs P1P3 et Q'2, et Q''2 d'excitation de la machine de transformation. Cette excita- trice est excitée en dérivation (enroulement et par un compoud parcouru par le courant traversant le moteur M0 (enroulement C), ce compound ayant pour effet de modérer ou d'exagérer, selon les cas, les variations du courant lancé par l'excitatrice E0 dans les circuits d'excitation de la machine, en fonc tion des variations du courant absorbé par le moteur M0, courant qui dépend de la vitesse de ce moteur et par conséquent de la ten sion du réseau.
Les deux rhéostats de champ r1 et r2 sont disposés pour l'obtention simultanée des deux flux (1 et 02 (constamment complémentai res si cette condition est nécessaire) au moyen d'un organe de contact R commun aux deux rhéostats.
La machine de transformation A1, A'2, A''2. A3 au lieu d'être une machine shunt est devenue ainsi une machine à excitation indépendante.
S est un relais à deux enroulements am- péremétriques s1, s2, concordants, parcourus par les dieux courants d'excitation j' et j''. Ce relais contrôle la fermeture, au moyen de la pièce u, du circuit sur lequel sont bran chés la machine de transformation et les moteurs M1 et M3: si la somme des deux courants j' et j'' atteint ou dépasse la valeur minima utilisable j0, le relais ferme le cir cuit;
si au contraire la somme des deux cou rants j' et j'' reste en dessous ou descend en dessous, d'une certaine fraction, de la valeur minima utilisable jo, le ressort m, dont l'ac- tion est opposée à celle des enroulements s, et s2, ouvre le circuit. La pièce u. doit donc être agencée) comme celle d'un disjoncteur (pour rupture rapide). Le ressort peut éventuellement fermer, par la pièce t, un autre circuit F qui peut servir par exemple à déterminer le freinage du train ou de l'appareil de levage ou de la cage d'extraction, selon l'application de la machine par un moyen étranger à la ma chine.
La fermeture du circuit de la machine de transformation et des moteurs M, et M3, par la pièce u, pourrait déterminer le fonc tionnement du démarreur automatique D et mettre ainsi le groupe et les moteurs en état de pouvoir utilement opérer. L'ouverture du même circuit par la pièce u pourrait, au contraire, reconduire le démarreur automa tique aui point zéro et arrêter tout le système, ce qui rend le freinage par un moyen étran ger réalisable sans inconvénients.
Cette ouverture étant déterminée par le fait que la somme j' + j'' passe au-dessous de j0, elle se produira sans faute si la vitesse du moteur M0 tombe au-dessous d'une cer taine valeur. Par conséquent, s'il se produit sur le réseau un court-circuit qui détermine une baisse sensible de la tension et, par con trecoup, de la vitesse du moteur M0, la ma chine de transformation et les moteurs d'uti lisation M1 et M3 seront mis automatique ment hors service, et le train (ou autre dis positif) sera éventuellement freiné par un moyen indépendant du système.
Lorsque la tension redeviendra normale, le démarreur automatique D0 remettra en marche le mo teur M0 avec son excitatrice E0 et le débit de celle-ci sur les enroulements inducteurs P1, P3 et Q'2, Q''2 supprimera le freinage in dépendant en même temps qu'elle remettra en état de fonctionnement la machine et les moteurs M1 et M3.
En disposant les enroulements induc teurs P1, P3 et Q'2, Q''2 pour qu'ils puissent être alimentés à la même tension à laquelle sont excités les moteurs M1 et M3 dans leur ensemble, on pourrait faire en sorte que les deux excitatrices E et E0 produisent une même tension. Dès lors, quand la machine de transformation est en marche, les deux excitatrices E0 et E peuvent être mises en parallèle, puis l'excitatrice E0 peut être ex clue et le moteur M0 arrêté, l'alimentation des deux enroulements inducteurs de la ma chine de transformation restant confiée à la seule excitatrice E conduite par la machine elle-même.
Dans ces conditions, toute aug mentation (ou diminution) de la tension du réseau tendant à produire une augmentation (ou une diminution) de la vitesse de la ma chine, tendrait également à produire une augmentation (ou une diminution) de la vi tesse de l'excitatrice E et par conséquent de sa tension et des deux courants inducteurs j' et j'' de la machine, ce qui aurait pour effet d'augmenter (ou de diminuer) le flux total traversant la machine et par conséquent de diminuer (ou d'augmenter) la vitesse de cette dernière; il en résulte que la machine, fonctionnant comme moteur, règle sa vitesse à peu près comme le fait un moteur shunt; ce réglage de vitesse peut du reste être par fait au moyen d'un compoud approprié sur l'excitatrice E; la machine ne possède ainsi aucune excitation shunt qui puisse être pa resseuse.
Cette disposition est donc très fa vorable, quitte à opérer le démarrage de la machine sous l'influence d'une excitation initiale provenant de l'excitatrice E0 mue par le moteur M0 préalablement mis en mar che. Ce groupe moteur-générateur d'excita tion M0 E0 pourrait être éventuellement rem placé, soit par une batterie d'accumulateurs, soit même par un dispositif potentiométrique (résistance temporairement insérée entre les conducteurs positif et négatif du réseau, et sur laquelle on prendrait préférablement du côté mis à la terre, une dérivation pour four nir temporairement, aux circuits d'excitation de la machine, le courant total nécessaire sous la tension adoptée pour cette excitation).
D'autre part le moteur Mn, s'il existe, pourrait être employé :à commander aussi l'excitatrice E des moteurs M, et M3, cette excitatrice cessant alors d'être entraînée par la machine de transformation qui aura ainsi une sujétion en moins. Les excitatrices E et En pourraient éventuellement être fusionnées en une seule.