Dispositif de commande pour moteurs de traction à courant continu. L'objet de l'invention est un dispositif de commande pour moteurs ide traction à courant cor-tinu.
On sait que, en utilisant un dynamoteur diviseur de tension de ligne .avec un ou plu sieurs moteurs de traction .à excitation com pensatrice ou compound de manière que, au démarrage, les moteurs fonctionnent sous un:: série ide tensions progressivement croissantes, on obtient !le démarrage id'un train sans em ployer de rhéostats et que, dans les mêmes conditions, on peut freiner le véhicule jusqu'à son arrêt complet en faisant fonctionner les moteurs sous la même série -de tensions, mais progressivement décroissantes.
On sait aussi que cette récupération est obtenue avec régénération de l'énergie cinéti. que du train; cette récupération est tout .à fait automatique, c'est-à-dire qu'elle ne demande pas de manoeuvres particulières vu que les mêmes positions de contrôle servent également au démarrage et au freinage et que le conduc- teur .a la possibilité de la produire à partir d'une position de contrôle quelconque.
On sait enfin que, -dans le but -de réduire dans les moteurs les points ide courant et, par conséquent, les chocs ennuyeux pour les pas sagers, il est nécessaire d'insérer dans Venrou- lement des moteurs un petit rhéostat, qui reste en circuit au passage d'une tension à l'autre et qui est mis en court-circuit par un relais différentiel particulier -dès que le cou rant tombe au-dessous d'une certaine limite.
L'objet ide la présente invention est de ré duire d'avantage les pointes de courant .au passage d'une tension à une autre, de manière à rendre la marche tout à fait régulière, tant au -démarrage qu'au freinage.
Pour atteindre ce résultat, le dispositif de commande pour moteurs ,de traction à courant continu, possédant un enroulement compound et fonctionnant sous un voltage variable pro duit par un groupe moteur-générateur servant à diviser la tension, est caractérisé en .ce qu'il comporte un rhéostat monté en série avec l'en- roulement en dérivation, lequel rhéostat est disposé de façon que, au ,démarrage, il est mis en circuit quand l'organe de commande d'un régulateur occupe une position de marche, et encourt-circuit,
quand cet organe passe d'une position à l'autre, tandis qu'au freinage, il est mis en circuit quand l'organe -de commande passe d'une position à l'autre, et en .court- circuit quand cet organe est ,dans une posi tion de marche.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, .deux formes d'exécution @de l'ob jet de l'invention dans lesquelles on .a. sup primé tous les organes et appareils n'intéres sant pas immédiatement le dispositif et qu'on suppose destinés à la commande -d'un seul mo teur fonctionnant, par exemple, sous les ten sions @de 0, 125, 250, 375, 500 volts, au .dé marrage et, inversement, de 500, 375, 250, <B>125,</B> 0 volts, au freinage.
Dans la fig. 1, les frottoirs 0, 125, 375, 500,du tambour ,d'un régulateur C sont placés en permanence sous les tensions 0, 125, 375, 500 volts, tandis que les autres frottoirs 1 et 8 du même tambour sont reliés aux extrémi tés des conducteurs de l'enroulement en série <B>(la</B> moteur.
L'on obtient ainsi cinq positions de mar che: 0. Les deux enroulements en court-circuit; I. Les .deux enroulement .alimentés entre 0 et 125 volts; II. Les deux enroulements alimentés entre 125 et 375 volts; III. Les deux enroulements alimentés en tre 0 et 375 volts; IV. Les deux enroulements alimentés en tre 0 et 500 volts.
Le circuit -du moteur comprend l'induit A, l'enroulement d'excitation en série S, l'enrou lement d'excitation en dérivation d, et un rhéostat .de champ R, dont la connexion et la déconnexion sont provoquées automatiquement par le relais différentiel I chaque fois que le régulateur passe d'une position .à la position suivante.
Le circuit de l'excitation en dérivation d est alimenté d'une façon permanente entre 0 et 125 volts, c'est-à-dire à une tension cons tante, et comprend des bobines de champ en série avec le rhéostat de champ r, qui peut être mis en court-circuit par les balais 10, 11, appuyant sur les secteurs d'un tambour coaxial C' avec le tambour C. Ce,dernier tam bour est destiné à être mis en mouvement par le mécanisme, tandis que le tambour C' est relié par un embrayage à dents N au tambour C;
la partie entraînée de cet embrayage, soli daire du tambour<B>C</B>, comporte une saillie p appuyant constamment soit contre la paroi .x. (démarrage), soit contre la paroi y (freinage) -de l'entaille pratiquée dans la partie entraî nante g, solidaire du tambour C. Grâce au jeu existant entre la saillie p et les- parois x et y, on peut faire occuper aux secteurs -du tambour C' .des positions .différentes -de celles des secteurs du tambour C; il suffit pour cela. de tourner le tambour C dans un sens ou dans l'autre.
Quand on manoeuvre le tambour C de gau che à droite pour qu'il passe de la position 0 à la position I, de la position I à la posi tion II, etc., la saillie p vient appuyer sur la face x et les secteurs du tambour C' restent orientés comme le montre le dessin, .de sorte que la ligne médiane des secteurs .du tambour C' est .dans l'axe de la. ligne médiane passant entre le vide laissé par deux secteurs du tam bour C; quand, au contraire, la, rotation du tambour C s'effectue dans le sens -contraire.
la. saillie vient appuyer sur la paroi y, -d- sorte que la ligne médiane .des secteurs du tambour C est placée dans le prolongement de l'axe de ceux,du tambour<B>C</B>.
La rotation du tambour C de gauche à. droite correspond à la. ma.noeuvre de démar rage et la fig. 1. met en évidence que l'exci tation shunt<I>d,</I> moindre avec le rhéostat<I>r</I> in séré, se produit lorsque le tambour C occupe l'une -des positions .de démarrage 0, T, II, III, IV, taudis que l'excitation plus énergique se produit quand le tambour C passe d'une posi tion .à l'autre. Au démarrage, le moteur est donc surexcité au passage d'un plot à 'l'autre.
La. rotation du tambour C de droite à gauche correspond à la manoeuvre de frei- nage; les secteurs<B>du</B> tambour C' sont, dans ce cas, déplacés à gauche, par rapport à la. po sitron indiquée au dessin, de la quantité né cessaire pour qu'ils soient situés sur la même li'yne, donc dans le prolongement des secteurs de C. A. cause du jeu dans l'embrayage N, la.
rotation préliminaire du tambour C par rap port au tambour C' est ainsi égale à la. moitié de l'ouverture angulaire existant entre deux positions successives du tambour: Il en ré sulte que le moteur est surexcité pendant que le régulateur C reste dans une position .de marche quelconque et ,désexcité .au passage d'une position à l'autre, de sorte que le mo teur est désexcité avant que les contacts prin cipaux soient établis et que l'action @d'anti- compoundage exercé par le courant -de frei nage se produise.
Une action -analogue se pro duit dans la ma.noeuvre inverse du démar rage, mais alors le moteur est, -au contraire, surexcité avant que l'action de compoundage exercée -par le courant de démarrage se pro duise après que les circuits principaux ,aient été fermés.
Les avantages qui résultent @de cette dis position sont. .les suivants: a.) On réduit les pointes -de courant, puis que la. fermeture des circuits principaux, après chaque commutation, est précédée d'un état de surexcitation du moteur, au démarrage, et -de désexcitation, au freinage; b) On diminue l'intensité du courant qu'on veut interrompre, laquelle est affaiblie non seulement par l'introduction automatique (lu rhéostat R, mais encore par ledit jeu (les excitations;
c) On dispose, au freinage, d'une excita tion supérieure à celle développée, ce qui est parfaitement rationnel, si l'.on considère que, pendant le démarrage, l'excitation en série s'ajoute à l'excitation en dérivation et que, au contraire. elle s'en soustrait pendant le freinage.
Dans le .dispositif décrit ci-dessus, un re lais différentiel I fonctionne, à chaque -dépla- cement-du régulateur C d'une position à une autre, de façon à commander l'insertion et l'exclusion des rhéostats de champ insérés dans. -les circuits d'enroulement.
Le même résultat peut être atteint moyen nant l'emploi d'un autre .agencement, dans le quel le contrôle desdits rhéostats serait di rectement commandé par le régulateur lui même, @à l'aide d'un dispositif analogue à celui qui effectue l'insertion et la mise en court-circuit du rhéostat de champ de l'exci tation en dérivation, de manière que tout re lais soit supprimé.
Dans la deuxième forme d'exécution (fig. 2) sont représentés schématiquement ,des circuits modifiés d'après cet agencement en supposant -que le dispositif se limite<B>à.</B> la com mande -d'un seul moteur et que l'on utilise seulement trois différentes tensions de ré glage, par exemple 125, 37 < 5, 500 volts.
Dans .ce dispositif,<B>le</B> régulateur principal C est pourvu de secteurs de contact ,dont cha cun correspond à .deux positions @de marche de l'organe de commande du régulateur. Ces po sitions sont indiquées en I-I', II II', III-III', IV-.IV'. Le tambour de com mande C porte -deux embrayages<I>M et N</I> of frant un écart :dans la commande des axes de deux tambours auxiliaires C' et C".
L'un des embrayages M sert à caler différemment les uns par rapport aux autres les secteurs du tambour C et ceux du tambour C', lesquels se présentent devant les frottoirs 10 et 11, et, suivant que l'on manoeuvre le tambour C dans le sens du démarrage ou dans celui du frei nage. à mettre tour à tour en circuit et en court-circuit ou inversement le rhéostat de champ r .de l'enroulement en dérivation.
L'autre embrayage N accomplit une ac tion .analogue à l'égard des secteurs @du taim- bour C et des secteurs du tambour C", les quels se présentent devant les frottoirs 6 et 7 et permettent, suivant que l'on manoeuvre le tambour C dans le sens du démarrage ou dans celui du freinage, tour à tour la mise en circuit et en court-circuit ou inversement du rhéostat de champ de l'enroulement en série.
Par le jeu de l'embrayage M, on provoque, ,au démarrage, la mise en circuit du rhéostat de champ r dans les positions I-I', II II', III-III', IV-IV' et sa mise en court- circuit dans les intervalles du passage de la position I' à la position II, de la, position II' à la position III et de la position III' à lapo- sition IV, pendant lesquels le :circuit d'exci tation est interrompu.
Au freinage, on pro voque un effet contraire, étant donné que le jeu .de l'embrayage M reliant le tambour C au tambour C' est égal à la moitié de l'ouver- ture angulaire existant entre les positions I-II, II-III, III-IV ainsi qu'entre les po sitions I'-II', II'-III', III'-IV'.
Pour établir :des .connexions entre les tam bours C et C", le dispositif est capable, au démarrage, d'orienter le tambour C" par rap port .au tambour C. de manière que le rhéos tat R soit inséré dans les positions I, II, III, IV .
(lesquelles se présentent en premier lieu après .chaque commutation) et mis en court circuit dans les positions I', II' III', IV'. Au freinage, ale rhéostat R est au :contraire inséré dans les positions I', II', III', IV' (lesquelles se présentent en premier lieu pendant cette opération) et mis en court-circuit -dans les po sitions I, TI, III, IV.
En :outre, aussi bien au démarrage qu'au freinage, le rhéostat R doit être inséré pen dant la commutation des .circuits d'enroule- ment.
Pour que cela soit le cas, il suffit que le jeu existant dans l'embrayage M qui relie le tambour C au tambour C" corresponde à une rotation :égale à l'angl:e compris entre les po sitions I-I', II-II', III-III', IV-IV'.
Pour plus -de clarté, sur .le ,dessin, sont in diquées par des lignes continues les positions qu'occupent, au -démarrage, les tambours C' et C" par rapport au tambour C, en supposant que celui-ci tourné à droite et par des lignes pointillées, leurs positions, .au freinage, en supposant que le tambour C tourne à ,gauche.
Afin d'assurer une orientation .constante de tout le dispositif de commande, il faut non seulement que le tambour C soit pourvu, comme îl'ordina.ire, d'un plateau à crans -dit de sensibilité, dans lesquels s'engage un bu toir à galet, pressé par un ressort, lequel suit exactement les positions dudit tambour, mais encore que des dispositions analogues soient adoptées par les tambours C' et C". Tous les butoirs tournent .autour d'un axe fixé sur le carter du tambour C, :de manière -que la résis tance qu'ils présentent audit :
carter soit plus grande que la résistance -de frottement exis tant entre les tambours C--C' <I>et</I> C-C".
En supposant que la, circonférence de cer cle soit divisée en 27 parties, le plateau du tambour C portera seulement les crans néces saires pour établir les positions 0, I, I', II, II\, III, III', IV, IV' tandis que .l'un et l',au- tre plateau :des tambours C' et C" présentent 27 crans,,de manière que leurs différentes po sitions soient toujours définies.
Dans le cas admis, le jeu :de l'embrayage M :équivaut, à chaque inversion .de rotation -du tambour C, à un déplacement ,de trois pas du tambour<B>C'</B> et de deux pas seulement du tambour C".
En ce qui :concerne le fonctionnement du dispositif, il importe de relever que, au dé marrage comme au freinage, chaque tension est appliquée à :l'enroulement en mettant le rhéostat R d'abord en circuit, puis en ,court- circuit; de la sorte, on réduit les pointes de courant dues au passage d'une tension à une autre.
Il va de soi que :cette disposition s'étend au cas de deux ou de plusieurs moteurs accou plés en série ou en parallèle. Par ailleurs, le nombre ,des degrés de tension à appliquer aux enroulements desdits moteurs peut .aussi va rier, il suffit alors de modifierle nombre des secteurs :du tambour C et celui de -ses positions de réglage, sans toucher ni à l'agencement, ni à l'orientation des tambours C' et C", dans 1.Psquels on n'a qu'à augmenter en conséquence le nombre des secteurs.
Une portion du rhéostat R pourra être en core contrôlée par un relais .différentiel, agis- sant avant ou après le régulateur, sous l'in fluence directe duquel se trouve l'autre por- tion. @Si ce relais :doit agir en premier lieu pour mettre en .court-circuit la portion du rhéostat R qui idépend de ,lui, les contacts le mettant en action devront être fixés sur le tambour C et être mis en :
circuit aussi bien dans les positions I, II, III, IV que dans les positions I', II', III, IV'. Si, au contraire, ce relais doit .agir en second lieu pour mettre en court-circuit la partie @du rhéostat R qui dépend -de lui, lesdits contacts seront dispo sés sur le tambour C" de façon analogue à ceux qui mettent en court-circuit les balais 6 et 7, de manière que, .au démarrage, il fonc tionne seulement dans les positions I',<B>il',</B> III', IV' et, au freinage, seulement dans les positions I, II, III, IV.
Enfin, il faut observer qu'un moteur excité en série se comporte exactement comme une simple résistance. Par conséquent, on peut même remplacer totalement ou partiel lement le rhéostat R par un -moteur excité en série et propre à engendrer uue force contre-.é1ectromotriee convenable, lequel se cale sur le même arbre qui porte le groupe moteur-générateur,
fonctionnant comme di viseur de tension et fournissant les tensions fondamentales 12!5 et 250 volts. Ce moteur sera inséré dans le circuit à la place occupée par la. partie du rhéostat B, qui est ainsi remplacée par ledit moteur.
Dans ce cois, la puissance absorbée par le moteur n'est pas com.plètement dissipée sous forme de chaleur; elle est au contraire régénérée et renvoyée dans le circuit à travers le groupe moteur- générateur fonctionnant -comme .diviseur @de tension, auquel ce moteur .auxiliaire est re lié mécaniquement puisqu'il est calé sur le même arbre.