Installation de traction électrique à moteurs compound et à récupération: Cette invention a pour objet une instal lation de traction électrique à moteurs com- pound et à récupération.
Les systèmes de traction électrique utili sant des moteurs compound avec couplage série-parallèle, connus à ce jours, peuvent être rangés dans deux catégories bien distinctes: dans une première catégorie, les systèmes dans lesquels le passage du groupement en série au groupement en parallèle ou inverse ment s'effectue sans courant, après ouver ture des circuits de traction, dans une deuxième catégorie, les systèmes dans lesquels la. transition entre les deux groupements s'effectue par la. méthode bien connue du pont.
Les systèmes ressortissant à la première catégorie conduisent, de toute évidence, à des discontinuités importantes dans les efforts de traction au démarrage et dans les efforts résistants lors du freinage par récupération.
En outre, l'immobilisation fortuite et mo mentanée -du combinateur sur la position de la transition pour laquelle les circuits de traction sont coupés provoque le ralentisse ment du véhicule et un à-coup important lors ,du rétablissement des circuits.
Les systèmes ressortissant à la -deuxième catégorie conduisent à des pertes élevées dans les résistances formant le pont.
D'autre part, si ces dernières ne présen tent pas des valeurs égales, condition qui, même en supposant un réglage initial par fait, peut être difficile à maintenir dans le temps, l'un des moteurs, ou l'un des groupes ,de moteurs se-trouve fonctionner en généra trice pendant le démarrage, et en moteur pen dant le freinage, ce qui conduit à des varia tions importantes dans l'effort -de traction, ou dans l'effort résistant, appliqué au véhi cule.
Il en résulte des dépenses. supplémentaires d'énergie et d'entretien du matériel ainsi qu'une réduction du confort des voyageurs.
L'installation d'après l'invention qui re médie à ces inconvénients comprend: d'une part, pour le démarrage, des moyens pour éliminer un certain nombre -des mo teurs (par exemple la moitié dans le cas -de moteurs en nombre pair) après réduction de leur force contre électromotrice, par exemple par élimination -de leur excitation shunt et mise en court-circuit sur une résistance ap propriée, des moyens pour brancher ensuite sous la tension totale lesdits moteurs éliminés après établissement entre leurs bornes d'une tension voisine de celle de la ligne,
par exem ple grâce à un ajustement préalable de leur excitation shunt; d'autre part, pour le freinage par récupé ration, -des moyens pour mettre en court- circuit le même nombre -de génératrices sur une résistance appropriée, après leur d6bran- chement de la ligne d'alimentation et suppres sion de leur force électromotrice, par exem ple par élimination -de leur excitation shunt, -les moyens pour disposer les génératrices éliminées en série avec les génératrices res tées en circuit et pour rétablir leur force électromotrice,
par exemple par la mise en circuit -de leur excitation shunt, dans le but de réaliser la. permanence de l'effort de trac tion lors du -démarrage et de l'effort résistant lors du freinage par récupération, d'empêcher le fonctionnement en génératrice d'un ou plu- seurs moteurs pendant le démarrage ainsi que le fonctionnement en moteur d'une ou plu sieurs génératrices pendant le freinage par récupération, tout en réduisant au minimum les pertes rhéostatiques.
Les modifications -de couplage -les mo teurs compound lors -des. transitions série- parallèle et parallèle-série sont ainsi telles que: 10 Il n'y ait à aucun instant suppression, et à fortiori inversion, de l'effort total de traction lors -du -démarrage ou de l'effort to tal résistant lors du freinage par récupéra tion.
2e Il n'y ait à aucun instant inversion des conditions de fonctionnement de l'un quelcon que des moteurs ou des groupès de moteurs; 30 Les pertes rhéostatiques soient réduites au minimum. Dans le dessin annexé qui représente un Exemple d'exécution de l'objet de l'inven tion F ig. 1 à 9 montrent les .diverses modifi cations de couplage qui sont apportées dans le cas d'un équipement à deux moteurs; Fig. 1 représentant le couplage série des moteurs, et Fig. 9 représentant le couplage parallèle.
En fig. 1 sont représentés: En 1 le pôle positif de la ligne d'alimenta tion, en 2 la résistance de démarrage divisée en deux éléments 21 et 22, en 3' et 32, les en roulements inducteurs série -des moteurs I et II, en 4' et 42, les enroulements induits (y compris les enroulements inducteurs de com mutation) des moteurs I et II, en 5' et 5\, les enroulements inducteurs shunt -des moteurs I et II, ,en 6 le rhéostat d'excitation shunt, en 7 le pôle négatif de la ligne d'alimentation.
En partant de la position -en série des deux moteurs, les opérations successives sui vantes sont réalisées: Fi-. 2, mise en court-circuit de l'enrou lement inducteur shunt 5' du moteur I, ajus tement de la résistance utilisée du rhéostat 6 à une valeur convenable et introduction dans le circuit -des enroulements inducteurs série 3' et 32 et des induits 4' et 42 de la résistance 2'.
La résistance du rhéostat 6 doit être telle que le courant traversant l'enroulement in ducteur shunt 52 soit augmenté.
De cette façon, la force contre électro motrice du moteur II est augmentée au mo ment même où la force contre électromotrice du moteur I est réduite du fait de la suppres sion de son excitation shunt. Il en résulte que la valeur de la résistance 2' utilisée pour li miter l'afflux du courant dans le circuit des enroulements inducteurs série 3' et 32 et des induits 4' et 42 peut être très faible ainsi que les pertes rhéostatiques qui correspondent à cette valeur.
De plu-, la. variation de l'effort moteur total est très réduite puisque l'effort supplé mentaire fourni par le moteur II compense la réduction de l'effort du moteur I. Fig. 3, mise hors circuit de l'excitation shunt 51 du moteur I.
Fig. 4, mise en court-circuit sur la résis tance 22 de l'enroulement inducteur série 3' et de l'induit 41 du moteur I.
Ce moteur, du fait de la suppression de l'excitation shunt 5' ne peut fonctionner en génératrice.
La mise en court-circuit n'entraîne que de faibles modifications dans le fonctionnement du moteur II puisque la force contre électro motrice -du moteur I était déjà réduite.
Ces modifications sont d'ailleurs telles que le courant dans l'inducteur série 32 -et l'in duit 4= du moteur II augmentant l'effort sup plémentaire fourni par le moteur II, com pense comme précédemment (fig. 2) la sup pression de l'effort du moteur I.
La variation de l'effort moteur total est donc très faible.
Fi-. 5, mise hors circuit de l'enroulement inducteur série 3i' -et de l'induit 4' du mo teur I.
Fig. 6, mise en circuit de l'enroulement inducteur shunt 5' en laissant toutefois ses ex trémités en court-circuit.
Fi-. 7, suppression du court-circuit de l'enroulement inducteur shunt 5' avec ajus tement de la résistance utilisée du rhéostat d'excitation 6 à une valeur convenable.
Cette opération a pour but de développer aux bornes de l'induit du moteur I une tension lc-èrement inférieure à. la tension entre les pôles 1 et 7 -de la ligne d'alimentation, afin de limiter l'afflux de courant -et la variation de l'effort de traction lors de la mise en pa rallèle des moteurs.
Fi-,. 8, mise en liaison de l'extrémité libre de l'induit du moteur I avec le pôle 7 .de la ligne et ajustement de la résistance utilisée du rhéostat d'excitation shunt des deux mo teurs à une valeur convenable. Le réglage de l'excitation shunt du moteur I peut, ainsi que pour l'opération (fig. 7) être réalisé. si multanément par shuntage -de l'enroulement 5' du moteur I dans le cas où il serait dési rable que la valeur de cette excitation soit différente de celle du moteur II. Les .deux moteurs sont, dès ce moment, en parallèle.
La mise en court-circuit des éléments 2' et 22 de la résistance de démarrage termine le cycle .des opérations (fig. 9).
On voit que pour toutes les opérations successives de transition pendant le démar rage ou la remise en vitesse, l'effort total de traction varie très peu et, -en partieulfier, qu'il n'est jamais annulé puisque le moteur II fonctionne constamment -en moteur et qu'à aucun moment le moteur I ne fonctionne en génératrice.
Pour les opérations successives de la transition parallèle-série qui s'effectue pen dant la récupération en réalisant très exacte ment les mêmes opérations, mais dans l'ordre inverse, l'on voit que le moteur II fonctionne constamment en génératrice, tandis que le mo teur I ne fonctionne jamais en moteur.
I1 y a donc bien: pour le démarrage: permanence et faible variation de l'effort total de traction appli qué au véhicule et absence de fonctionnement en génératrice du moteur momentanément inutilisé; pour le freinage par récupération: perma nence et faible variations de l'effort total ré sistant appliqué au véhicule et absence de fonctionnement en moteur de la génératrice momentanément inutilisée; et pour l'ensemble des deux transitions: réduction au minimum des pertes rhéostati- qües qui ne sont pas supérieures à celles con senties pour la transition série-parallèle d'un équipement ordinaire à moteurs série.
On pourrait, bien entendu, utiliser au lieu de deux moteurs, tout nombre quelcon que de moteurs, les transitions successives série-parallèle lors du démarrage et parallèle- série lors du freinage étant effectuées comme dans le cas de deux moteurs, c'est-à-dire: pour le démarrage: élimination de un ou plusieurs moteurs après réduction de la force contre électromotrice par élimination de leur excitation shunt et mise en court-circuit sur une résistance appropriée; branchement sous la tension totale des moteurs éliminés après établissement entre leurs bornes d'une tension voisine de celle de la tension en ligne, grâce à un ajustement préalable de leur excitation shunt;
pour le freinage par récupération: mise en court-circuit d'une ou de plusieurs géné ratrices sur -des résistances appropriées après leur débranchement de la ligne d'alimentation et suppression de leur force électromotrice par élimination de leur excitation shunt; disposition des génératrices éliminées en série avec les génératrices restées en circuit et rétablissement de leur force électro motrice par mise en circuit de leur excitation shunt, les valeurs des excitations shunt et des résistances de transition étant déterminées de manière à rendre très peu variable les efforts de traction au démarrage et les efforts résis tants lors du freinage par récupération;
le réglage des excitations shunt pouvant être réalisé par modification de la résistance du rhéostat et par shuntage des enroulements in ducteurs shunt.
L'invention concerne la traction électrique pour toutes applications et peut être étendue à certains équipements existants moyennant quelques modifications pour les rendre con formes aux caractéristiques .décrites ci-dessus.