Installation pour la transmission de puissance électrique. La présente invention a pour objet une installation pour la transmission de puis sance électrique comprenant au moins un mo teur et au moins une génératrice destinée à fournir ,clé l'énergie électrique au moteur, une source de puissance mécanique couplée avec la génératrice et un dispositif de ré glage pour cette génératrice et pour cette source de puissance mécanique, lequel dispo sitif comprend des moyens sensibles à la vi tesse de la source de .puissance mécanique, des moyens montés dans un circuit électrique relié à la génératrice pour régler le débit de la.
génératrice et, des moyens pour régler la valeur de l'énergie fournie' ;a, la source de puissance mécanique.
Conformément à l'invention, il est prévu un dispositif sélecteur sensible à la valeur de l'énergie fournie à la source de puissance mé canique et susceptible d'empêcher à tour de rôle le réglage du débit de la génératrice et le réglage de la valeur de l'énergie fournie à. la source de puissance mécanique suivant la valeur de ladite énergie fournie de ma nière, d'une part, à amener les moyens sensi bles à la vitesse de la source de puissance mécanique à commander les moyens réglant le débit de la génératrice en .faisant varier ce débit dans le même sens que les variations de la vitesse de la source par rapport;
à une vi tesse désirée lorsque la valeur de l'énergie fournie à la source tend à dépasser une va leur déterminée et de manière, d'autre part, à amener les moyens sensibles à. la vitesse à commander les moyens réglant la valeur de l'énergie fournie à la source de puissance mé canique en faisant varier cette énergie en sens. inverse des variations de la vitesse de cette source par rapport à la valeur désirée lorsque la valeur de l'énergie fournie à la source tend à tomber au-dessous de ladite valeur déterminée à l'avance.
L'invention peut être particulièrement intéressante dans les installations de traction, par exemple sur les locomotives et autres véhicules. La source de puissance mécanique peut être une turbine à gaz ou un moteur Diesel.
Les dispositifs de réglage susceptibles d'être utilisés avantageusement pour de,telles installations peuvent être des régulateurs à vibrations ou encore des machines dynamo- électriques, des amplificateurs magnétiques ou transducteurs ou encore des amplificateurs électroniques.
De même, la transmission des réglages peut être assurée entièrement ou partielle ment par voie électrique ou encore par toutes autres voies équivalentes* bien connues.
Le dessin annelé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet. clé l'invention.
Les fi". 1 et 1A ensemble en constituent un schéma.
La fig. 2 est un graphique montrant les caractéristiques de fonctionnement du dispo sitif. Se référant aux fig. 1 et 1A, la turbine à gaz, représentée en T, est couplée par l'in termédiaire d'engrenages réducteurs S à trois génératrices G1, G2 et G3 et à une excita- trice E. La turbine peut entraîner une géné ratrice auxiliaire dG pour alimenter les cir cuits de commande - et autres installations auxiliaires sur tune locomotive par exemple.
Dans l'exemple représenté, chacune des géné ratrices G1, G2, G3 est reliée à deux moteurs de traction 1111 et 1112, <I>1113</I> et DI4 et 111s et 111e qui peuvent être du type série; les bobinages inducteurs des moteurs seront pourvus de la manière habituelle d'interrupteurs inverseurs (non représentés).
Les génératrices sont pour- vues de bobinages inducteurs GF1, GF2, Gr.; reliés à l'induit de l'excitatrice E.
L'excita- trice E est pourvue d'un bobinage inducteur principal EF1 relié par les conducteurs 2 et 3 à une alimentation auxiliaire à tension cons tante, en série avec un rhéostat R1 formant partie d'un contrôleur principal DIC. L'exci- tatrïce comporte également un bobinage in ducteur E F2, lequel,
comme il ressortira ci- après, est commandé automatiquement par le dispositif de commande afin de modifier ).'effet du bobinage inducteur principal EF1. L'excitatrice comprend, en outre, un troisième bobinage inducteur EF3 qui est monté en sé rie avec la génératrice G1 et opère en oppo sition par rapport au bobinage inducteur principal EF1 de l'excitatrice.
Le fait que le bobinage inducteur EF3 agit en opposition par rapport au bobinage EF1 a pour résultat de donner à la génératrice une caractéristi que tension/courant telle que le courant fourni aux moteurs tombe avec une augmen- tation de vitesse de ceuLY-ci, pour -un courant donné dans le bobinage inducteur principal EF1 de l'excitatrice.
Par ce moyen, l'installa tion peut aisément fonctionner même en cas de panne dans les dispositifs de commande automatique, ainsi qu'il sera expliqué ci- après de façon plus détaillée.
L'alimentation en combustible de la tur bine Test réglée par une soupape à combus tible FV (fig. 1 et 1'A) dont la position est réglée par un servomoteur électrique FSDI. La soupape à combustible comprend avanta- geLisement Lui pointeau commandé par le mo teur FSDI au moyen d'une crémaillère.
Le fonctionnement du servomoteur est com mandé au moyen d'un. régulateur à vibrations FR, tandis que le courant dans le bobinage inducteur de l'excitatrice Erg est commandé par les deux régulateurs à vibrations OR et <I>TER.</I> Les régullateurs <I>FR, OR</I> et<I>TER</I> seront. ci-après appelés respectivement régulateur de combustible , régulateur de débit et régulateur d'effort de traction .
Ces régula teurs peuvent être de tout type approprié.
L'induit dit servomoteur 1r'S11I se trouve monté en série avec une résistance de charge 1 entre les conducteurs d'alimentation 2 et 3. Le moteur est pourvu d'un bobinages de champ double dont les deux parties 4 et 5 sont re liées, d'une part, au conducteur 2 et, d'autre part, aux contacts fixes 6 et 7 du régulateur de combustible -PR. Un contact vibrant 8 de ce régulateur coopérant avec les contacts fixes est relié au conducteur 3.
Le régulateur de combustible est pourvu de bobines de com mande OCP#R1, OCFM, montées comme dé crit ci-après; Lune bobine de commande sup plémentaire OCI'IL,, peut également être prévue pour: les raisons indiquées ci-après. Les diverses bobines sont enroulées ensemble pour constituer la bobine mobile du régula teur.
Le régulateur est disposé de sorte que lorsque les ampère-tours résultants produits par ces bobines de commande sont nuls, le contact mobile 8 vibre entre les contacts G et 7 sans toucher ces contacts, de sorte que le couple du servo-inoteur est nul.
Lorsque les ampère-tours résultants produits par les bobines de commande du régulateur sont de signe donné, le contact mobile 8 viendra tou cher le contact 6 afin d'amener le servomo teur FS111 à produire un couple dans le sens d'une augmentation du débit de combustible distribué par la soupape FV à la turbine<I>T,</I> tandis que lorsque ces ampère-tours sont, de signe opposé,
le contact 8 viendra toucher le contact 7 pour amener le servomoteur à ré duire le débit de combustible fourni à la tur bine: Le couple produit par le servomoteur et, par conséquent, l'accélération de ce der nier et les modifications du débit de combus- tible fourni à la turbine dépendront de la proportion entre le temps pendant lequel le contact 8 touche le contact 6 (ou le contact 7 suivant le cas) et la durée totale de la période de vibration du contact 8 et, par suite; de la valeur des ampère-tours résultants produits par les bobines de commande du régulateur.
Lorsque les ampère-tours de commande sont suffisants pour maintenir le contact 8 cons tamment fermé sur le contact 6 ou le contact 7, le couple du servomoteur sera maximum.
Le régulateur de débit OR a un contact vibrant 9 coopérant avec im contact fixe 10 susceptible de court-circuiter une résistance 11 en série avec le bobinage EF2 de l'excita- trice.
Le régulateur d'effort de traction<I>TER</I> comporte un contact vibrant 12 coopérant avec des contacts fixes 13 et 14 disposés de telle sorte que le contact 12, 13 court-circui tera une résistance supplémentaire 15 en série avec le bobinage EF2, tandis que la ferme ture du circuit en 12, 14 reliera une résis tance 16 en parallèle avec le bobinage EF2. En cas d'absence de courant dans les bobines de commande, qui seront ci-après décrites, du régulateur de débit OR, .le contact 9 vi brera, mais demeurera hors de contact d'avec le contact 10.
Les ampère-tours résultants de signe donné produits par les -bobines de com mande amèneront le contact 9 à toucher le contact 10 et ainsi à court-circuiter la résis tance 11 .pour une fraction de la période de vibration du contact 9 qui dépend de la va leur des ampère-tours et cela de façon à aug menter l'excitation de l'excitatrice E et le débit des génératrices. Le régulateur de débit est pourvu de bobines de commande OCOR1, OCOR2 et OCOR3 enroulées ensemble pour constituer la bobine mobile du régulateur.
Le régulateur d'effort de traction<I>TER</I> est pourvu de bobines de commande, comme décrit ci-après. Tandis que le régulateur de combustible et le régulateur de débit sont disposés de sorte qu'en cas d'absence d'am père-tours de commande, les contacts mobiles de ces régulateurs vibrent entre les contacts fixes sans toucher ces derniers; le régulateur d'effort de traction est différent grâce à la suppression du ressort relié au point fixe, de sorte que pour une valeur zéro des ampère- tours de commande, le contact 12 est main tenu en prise avec le contact 13;
le régulateur d'effort de traction ne modifie alors pas le débit des génératrices G1, G2 et G3. L'appli cation desampère-tours de commande au ré gulateur d'effort de traction s'opposera à la puissance du ressort afin de déplacer lé con tact 12, de sorte que la résistance 15 est mise par intermittences en série avec le bobinage EF2, et le débit des génératrices -est réduit.
Une augmentation des ampère-tours de com mande dans le régulateur d'effort de trac tion amènerait le contact 12 à prendre une position moyenne, de telle façon qu'il vibre en contact avec le contact 14 et dérive ainsi dans la résistance 16 le courant du bobinage de champ EF2 pour réduire encore plus le débit des génératrices.
Le régulateur :d'effort de traction<I>TER</I> est pourvu d'une bobine unique OCTER qui est montée de manière .à -recevoir une excita tion qui est fonction du courant d'induit des moteurs l111 et 312. A cet effet, la bobine est reliée aux bornes d'une résistance en série dans le circuit :d'induit principal, et cette ré sistance peut être celle d'un pôle auxiliaire ou autre enroulement série IG compris dans le circuit principal d'une des génératrices ou d'un des moteurs.
Dans l'exemple représenté, l'enroulement OCTER est relié aux bornes de l'enroulement du pôle auxiliaire IG de la gé nératrice G1, le rapport entre l'inductance et la résistance de l'enroulement du pôle auxi liaire étant tel, comparé au rapport entre l'inductance et la résistance du circuit -de la bobine OCTER, qu'il -assure un effet stabili sateur approprié :
dans le circuit. Une résis tance comparatrice des variations de tempé rature 17 peut être montée en série avec l'en roulement OCTER afin de compenser le cou rant dans l'enroulement OCTER pour :
des changements de température des composantes du circuit. La bobine de champ du régula- Leur d'effort de traction est représentée en PTER et est reliée en. série avec un rhéostat R2 qui est actionné par la poignée du contrô leur principal 111C conjointement avec le rhéostat R1 et un potentiomètre P.
Le rhéostat R2 commande par conséquent, suivant la position :du contrôleur principal 111C, le champ du régulateur<I>TER,</I> de sorte que le courant :d'induit principal, pour le quel la bobine mobile OCTER produira une force suffisante pour .écarter le contact 12 du contact fixe 13, dépendra du réglage du con trôleur principal.
Par ce moyen, le réglage du régulateur <I>TER</I> varie dans le sens opposé au courant dans la bobine PTER, et le rhéostat R2 est relié de telle sorte que la ré sistance .de celui-ci augmente à mesure que le contrôleur principal s'écarte -de la .position zéro et que le courant d'induit principal qui laisse passer le régulateur<I>TER</I> augmente à mesure qu'augmente le déplacement du con trôleur principal.
Les bobines de commande du régulateur de combustible et du régulateur de débit sont disposées dans trois circuits de commande, lesquels, dans un but de commodité, seront désignés respectivement ci-après comme cir cuit de réglage, circuit sélectif de commande et circuit de restriction. Le circuit sélectif de commande peut également, lorsqu'il est nécessaire, comprendre des moyens pour limi ter la température de fonctionnement de la turbine, comme il sera décrit ci-après.
Le circuit de réglage est sensible à un écart de la vitesse de la turbine par rapport à celle désirée, et pour mesurer la vitesse de la turbine, il est prévu un alternateur à tachy mètre 11_ ayant un enroulement de sortie 30 qui est relié par une résistance compensatrice de température 31 et un redresseur sec à plaques 32 à une résistance de charge 33. La résistance 31 assure la correction de la résis tance du circuit mesureur de vitesse avec les changements de température de celui-ci.
La ;résistance de charge est constituée par un potentiomètre sur la prise 34 duquel est pré levée une tension qui est proportionnelle à la vitesse de la turbine. Le potentiomètre est réglé à l'avance pour obtenir des résultats optimum et n'est pas normalement réglé à nouveau pendant le fonctionnement de l'ins tallation. Le circuit de réglage comprend un potentiomètre 35 qui est monté en série avec une résistance fixe 36 entre les conducteurs d'alimentation 2 et 3.
La résistance 36 a une valeur relativement élevée par rapport à celle du potentiomètre, de sorte que, par exemple, la variation de tension prélevée entre le con tact mobile 37 du potentiomètre et le conduc teur 3 variera entre environ 80 et 100 volts pour l'étendue complète de déplacement du contact mobile du potentiomètre.
Le contact mobile 37 est couplé à la soupape de combus tible PV, de telle sorte que cette variation de tension corresponde au réglage du taux d'ame née de combustible à la turbine entre environ zéro et la valeur maximum, le contact 37 étant déplacé vers le haut de la fig. 1 avec l'augmentation du taux d'amenée de combus tible. Une résistance 38 et un condensateur 39 sont montés entre le contact 37 et le conduc teur 3, .de telle sorte que la tension apparais sant aux bornes du condensateur 39 repré sente la valeur moyenne de la tension au con tact 37.
La bobine OCPRi du régulateur de combustible est montée en série avec une ré- sistance 40 pour recevoir la différence entre les tensions des potentiomètres 35 et 34, et la bobine de commande OCORl du régulateur de débit est montée de façon analogue en série avec une résistance 41 entre ces poten tiomètres. La bobine OCPR1 est montée dans un sens tel qiie le passage de courant du po tentiomètre 34 au potentiomètre 35 amène une réduction dans la distribution du com bustible.
La bobine OCORI est montée dans lin sens tel que le passage du courant du po tentiomètre 34 vers le potentiomètre 35 pro voque une augmentation de l'excitation de l'excitatrice E et, par conséquent, dii débit. des génératrices.
Une génératrice à tachymètre<I>TG</I> est cou plée au servomoteur PSLTI et est montée en série avec une résistance 42 aux bornes de la bobine OCPRx. Cette génératrice à tachy- mètre, produisant une tension -dépendant de la vitesse -du servomoteur, est disposée pour fournir une composante de courant à la bo bine OCFR1 dans -un sens qui s'oppose à la rotation du servomoteur afin d'assurer l'amortissement nécessaire pour stabiliser cette parie de l'installation malgré l'inertie du servomoteur et des organes se déplaçant avec lui.
Le circuit sélectif de commende comporte un potentiomètre 60 monté :entre les conduc teurs 2 et, 3 et ayant son contact mobile 61 couplé à la soupape de combustible FTr afin que sa position représente le taux de l'amenée de combustible à la turbine, et le potentio mètre P qui est également monté entre les conducteurs 2 et 3 et qui a son contact mo bile 62 relié :à la poignée du contrôleur prin cipal.
La bobine OCFR2 du régulateur de combustible est montée en série avec une ré sistance 63 et un redresseur 64 entre les con tacts mobiles 61 et 62, et la bobine de com mande OCOR2 du régulateur de sortie est reliée de façon analogue entre ces contacts en série avec une résistance 65 et un redresseur 66.
La bobine OCFR2 est montée dans un sens tel. qu'un passage de courant du potentiomè tre 61 vers 62, c'est-à-dire dans le sens permis par le redresseur 64, agira sur le régulateur FR dans le sens qui réduit le taux d'amenée de combustible, tandis que la bobine OCOR2 est montée dans un sens tel qu'un passage clé courant du contact. 62 vers le contact 61, tel que permis par le redresseur 66, agira sur le régulateur de débit OR :dans le sens sus ceptible d'augmenter le débit de la généra trice.
Une résistance 67 et un condensateur 68 sont montés entre une extrémité de la bobine OCFR2 et le conducteur 3. La connexion entre le contact de potentiomètre 62 et les bobines OCFR2 et OCOR2 comprend les cou- tacts normalement fermés 69 d'un disjoncteur à maxima pourvu de bobines de commande OC69 comprises dans les circuits d'induits principaux.
Une résistance 70 est placée entre ces bobines OCFR2 et OCOR2 et le conduc- teur 3 de manière à maintenir le circuit pro venant du potentiomètre 60 et passant par les dites bobines OCFR2 et OCOR2 lorsque les contacts 69 s'ouvrent à la suite d'une sur charge.
Lorsqu'on .désire assurer une limitation automatique de la température de la turbine, la bobine .de commande OCFR4 est disposée sur le régulateur -de combustible et est mon tée .dans un circuit sensible à la température de fonctionnement de la, turbine, circuit qui comporte un pont de résistance composé de deux résistances 71 et 72 en nickel ou autre matière ayant un coefficient important de variation de résistance avec la température et monté .dans un condu it à gaz de la turbine, tel que le conduit d'échappement, afin de réagir à la température de celui-ci.
Le pont comporte en outre des résistances 73 et 74 en une matière ayant un coefficient négligeable de variation de résistance avec la température. Le pont reçoit du courant par les conducteurs 2 et 3 et est disposé de manière à être équili bré à la température maxima désirée des gaz d'échappement en fonctionnement. Le circuit de sortie du pont comprend la bobine de commande OCFR4 en série avec une résis tance 75 et un redresseur sec à plaques 76.
Le pont deviendra déséquilibré dans un sens ou l'autre, suivant que la température des gaz d'échappement tombe au-dessous ou s'élève au-dessus de cette valeur déterminée à l'avance, et le redresseur 76 est relié au: cir cuit de manière à ne laisser passer le courant pour alimenter la bobine OCFR4 que lorsque la température des gaz dépasse cette valeur. Cette bobine de commande est montée dans un sens tel qu'elle agit sur le régulateur de combustible de manière à réduire le taux de distribution de combustible.
Un condensateur 77 est monté en parallèle avec la résistance 75 et le redresseur 76 afin d'introduire dans le fonctionnement de la bobine OCFR4 une composante dépendant de la vitesse du chan gement de la température des gaz d'échappe ment afin de compenser les retards dans la réaction du dispositif à une augmentation de la température des gaz d'échappement:
Le circuit de restriction est prévu pour limiter le débit du combustible fourni à la turbine et également pour réduire la charge sur la turbine, lorsqu'une telle réduction de charge est nécessaire afin de permettre une augmentation de la vitesse de la turbine, comme cela peut être exigé par le fonction nement :de l'installation- et comme décrit ci- après de façon plus détaillée.
A cet effet, le circuit de restriction comprend des moyens produisant une tension proportionnelle à la vitesse de la turbine, par exemple un enrou lement de sortie supplémentaire 80 de l'alter nateur A relié à un redresseur sec à plaques 81 pour alimenter en série une résistance fixe 82 et une résistance non linéaire 83 ayant une caractéristique résistance/tension néga tive.
Les bobines de commande OCFR3 et OCOR3 des régulateurs de combustible et de débit respectivement sont montées en série l'une avec l'antre et avec un redresseur sec à plaques 84 afin de recevoir la différence entre la tension aux bornes de la résistance 83 et celle prélevée sur le potentiomètre 60, le redresseur 84 permettant à du courant de traverser ces bobines seulement lorsque la ten sion aux bornes de la résistance 83 est inTé- rieure à celle provenant du potentiomètre.
Ces bobines sont. montées dans leurs régula , tëurs respectifs dans des sens tels qu'elles tendent :à réduire le débit de combustible et à. réduire le débit des génératrices respecti vement. Sur la fig. 2 dont il sera question ci-après, on a porté en ordonnées l'effort. de traction et la vitesse de la turbine, et en abscisses la vitesse de la locomotive sur les rails. Comme on le verra ci-après, les courbes <I>A, A'</I> et<I>B,</I> B' représentent l'effort de traction et les courbes C et C' la vitesse.
Dans le fonctionnement de l'installation décrite ci-dessus, la puissance fournie par la turbine est réglée par le contrôleur principal. Le déplacement de la poignée du contrôleur principal détermine au moyen du rhéostat. R1 le courant fourni à l'enroulement EP1, de telle sorte que la tension -des génératrices Gi, 02 et 0, augmente progressivement au fur et à mesure du déplacement du contrôleur entre sa position initiale et sa position extrême.
L'enroulement inducteur EF1 tend à réduire l'excitation .des génératrices sous l'effet :d'un accroissement de courant appliqué aux moteurs de traction, de telle sorte que pour une position donnée de la poignée du contrôleur on obtient une caractéristique inhérente de l'installation telle que celle re présentée par la courbe A de la fig. 2 et que pour -une mitre position du contrôleur on ob tient une caractéristique inhérente telle que représentée par la courbe A'.
La courbe B montre la caractéristique obtenue comme il sera décrit ci-après, de façon plus détaillée, par le dispositif de commande automatique lorsque le contrôleur se trouve à la position donnant la caractéristique inhérente A; de manière analogue, la courbe B' montre la ca ractéristique obtenue automatiquement. pour la position du contrôleur produisant la carac téristique inhérente A. On se rendra compte que le dispositif produira un groupe de courbes analogues aux courbes A, A', B, B' et dont le nombre est égal au nombre d'encoches prévues sur le contrôleur.
Les rhéostats Rl et R2 et le potentiomètre P peuvent présen ter avantageusement des variations infiniment. petites pour permettre une variation presque continue de la puissance fournie.
Considérant le fonctionnement pour la po sition du contrôleur correspondant à la carac téristique A, le contact 62 aura été déplacé pour prélever sur le potentiomètre P une ten sion correspondant à la puissance désirée par le préposé. La turbine à gaz tournant au ra lenti, le combustible sera fourni en quantités également faibles et le potentiomètre 60 pro duira entre le contact. 61 et le conducteur 3 une tension qui sera inférieure à la tension existant entre le contact 62 du potentiomètre P et le conducteur 3.
Le redresseur 64 empê chera, par suite, le courant de passer par la bobine OCFR2. D'autre part, le redresseur 66 permettra au courant de passer dans la bobine OCOR2. Les ampère-tours produits par la bo bine OCOR2 du régulateur de débit suffiront, dans ces conditions, pour maintenir les con tacts 9 et 10 -du régulateur de débit fermés de façon permanente.
Il en résultera que, lorsque les moteurs de traction sont immobiles ou tournent à de petites vitesses avec une force contre-électromotrice également faible, le courant. d'induit atteindrait une valeur produisant un échauffement exagéré, et l'ef fort. de traction atteindrait une valeur suffi sante pour provoquer un glissement des roues. Dans ces conditions, la bobine de commande OCTER du régulateur d'effort amènerait le contact 12 de ce régulateur en prise avec le contact 14, de sorte que la résistance 15 serait montée en série avec l'enroulement EF2 de L'excitatrice et que du courant serait prélevé sur cet enroulement par la résistance 16.
L'excitation de chaque génératrice est donc limitée et le courant d'induit et l'effort de traction es moteurs ne peuvent dépasser les limites admissibles. A mesure que les moteurs accélèrent et que la force contre-électromo trice de ceux-ci augmente, la tension de cha que génératrice doit être augmentée de façon correspondante pour maintenir le même cou rant d'induit et le même effort de traction, et la tendance du courant à tomber et à ré duire ainsi l'effet de la bobine OCTER a pour résultat que le contact 12 -du régulateur d'effort de traction s'écarte par intermitten ces du contact 14 afin d'ouvrir par intermit tences le circuit de la résistance 16.
Le cou rant moyen dans L'enroulement EF2 est ainsi augmenté sous la commande du régulateur d'effort de traction pour maintenir le cou rant d'induit désiré. Avec des vitesses encore phis élevées du moteur, le contact 12 viendra en prise par intermittences avec le contact 13 au lieu de venir en prise avec le contact 14, afin de court-circuiter par intermittences la résistance 15 et ainsi augmenter encore plus le courant moyen dans l'enroulement EF2 et ainsi maintenir le courant d'induit et l'effort de traction.
Comme déjà expliqué, la valeur à laquelle le régulateur d'effort de traction réglera le courant d'induit et par conséquent l'effort de traction, dépend du courant dans la bobine FTER, de sorte que ce courant et l'effort de traction :dépendront en valeur du réglage du contrôleur principal.
Quoique dans la forme d'exécution dé crite, le régulateur<I>TER</I> fonctionne pour pro duire un courant moteur constant sur une gamme initiale de vitesses de moteur, comme représenté par la partie horizontale de la courbe B de la fig. 2, on se rendra compte que cette partie de la caractéristique peut être de toute forme désirée. Par exemple, le régulateur <I>TER</I> peut être pourvu d'un bobi nage de champ supplémentaire en plus du bobinage FTER, ce bobinage supplémentaire étant excité directement ou indirectement suivant la vitesse du moteur.
Pendant que le régulateur d'effort de traction fonctionne de la manière décrite ci- dessus, c'est-à-dire à mesure que les moteurs de traction accélèrent, la puissance désirée de la turbine augmente et la vitesse de cette dernière tendra à tomber.
La tension produite par la génératrice à tachymètre <I>TG</I> et celle prélevée au contact 34 tomberont, par consé quent, au-dessous de celle prélevée sur le po tentiomètre 37, de sorte que la bobine OCFR1 sera excitée par un courant dans le sens d'excitation du champ du servomoteur FSDI afin d'augmenter le débit de combustible et de corriger ainsi la chute de vitesse de la turbine. La résistance 40 a une valeur relati vement grande, de sorte que la vitesse des changements de débit du combustible est lente, ce qui est nécessaire eu égard à la lente réac-.
tion -de la vitesse de la turbine à gaz à des changements dans le débit du combustible. qui lui est fourni.
Le réglage de la bobine OCFRr dépendant de la différence entre la vitesse réelle de la turbine et la vitesse de référence déterminée par le potentiomètre 35 produit tin effet sup plémentaire qui consiste en ce que, à mesure que la distribution de combustible augmente pour contrecarrer la tendance de la vitesse de la turbine à tomber;
c'est-à-dire en aug mentant le débit de combustible, la tension correspondant à la vitesse de référence aug mente elle-même, de sorte que la vitesse de la turbine augmente progressivement à mesure que 1a chargé augmente de façon à faire fonc tionner la turbine à un rendement optimum sous charge partielle. Par exemple, la varia tion de la vitesse de la turbine peut être comme représenté par les courbes C et C' de la fig. 2.
Le potentiomètre 35 peut être éta lonné pour assurer un rapport linéaire ou non linéaire<U>entre</U> la vitesse de la turbine et la charge.
On peut obtenir en plus ou à la place de ce réglage une variation .de la vitesse réglée de la turbine suivant une fonction -de la puis sance de la turbine en prélevant la tension de référence en 37 entièrement ou en partie sur un potentiomètre actionné par la poignée du. contrôleur principal 111C.
La position du contact 61 dans le circuit sélectif de commande est une mesure de l'éner gie fournie aux moteurs de traction et, par conséquent, pour une vitesse donnée de ceux-ci, -une mesure du débit de la. turbine. Aussi longtemps que ce débit est inférieur à.
celui correspondant à la position du contact 62 du potentiomètre P, le redresseur 66 per met à du courant de traverser la bobine OCOR2, de sorte que les contacts 9 et 10 du régulateur de débit demeurent fermés de faon permanente, et .le réglage de la tension de la génératrice est. obtenu entièrement par le régulateur d'effort de traction<I>TER,</I> comme décrit ci-dessus pour former la partie hori zontale de la courbe R.
Lorsque la tension prélevée sur le poten tiomètre 60 est égale à celle prélevée sur le potentiomètre P, le courant ne passe plus dans la bobine OCOR2 du régulateur de sor tie. Au même moment, une augmentation du débit de la turbine, mesurée par la fourniture de combustible à celle-ci, associée à la vitesse de la turbine amènera du courant à traver ser le redresseur 64 vers la bobine OCI'R2, et ce courant agit sur le régulateur de combus tible afin de tendre à fermer la soupape de distribution .de combustible.
Par conséquent, lorsque la vitesse assurant cette distribution est atteinte, on n'obtient aucune augmenta tion supplémentaire du débit de combustible, et 1a turbine continuera à fonctionner à un débit de combustible constant.
Ai même moment, la bobine OCOR2 est désexcitée et le régulateur de -débit est main tenant sous la commande de la bobine OCORi seulement, la bobine OCOR3 étant encore désexcitée dans les conditions normales. Au moment où la bobine OCOR2 cesse d'être excitée,.
le courant dans la bobine OCTER tombe également puisque, la puissance de la turbine ayant atteint la valeur correspondant au réglage du contrôleur principal, c'est- à-dire au raccordement entre les parties hori zontale et hyperbolique de la caractéristique, le courant d'indult n'a plus de tendance à dé passer la limite déterminée à l'avance à la quelle réagit le régulateur d'effort de traction et, lorsque la bobine OCOR2 est désexcitée, le régulateur<I>TER</I> est hors action,
c'est-à-dire que ses contacts 12 et 13 se trouvent en con tact permanent l'un avec l'autre. Dans le rac cordement entre la partie horizontale de la caractéristique correspondant à l'intensité constante et la partie hyperbolique correspon dant à une puissance constante, ale régulateur d'effort de traction reste ainsi pour des périodes croissantes sur le contact 13, tandis que les contacts 9 et 10 .du régulateur d e dé bit demeurent fermés pour des périodes de plus en plus courtes.
En d'autres termes, le régulateur de débit fonctionne pour réduire le débit de chaque génératrice afin de main tenir la vitesse de la turbine, tandis que l'excitation est maintenue par le régulateur d'effort de traction avec ce régulateur au maximum. Il en résulte qu'un transfert sans à-coups est obtenu dans le réglage de l'exci tation de chaque génératrice entre le réglage par le régulateur d'effort de traction et le ré glage par le régulateur de débit. Au point de transfert, par conséquent, le régulateur de débit est devenu pleinement en mesure de régler l'excitation de chaque génératrice.
Une accélération d'un moteur de traction au-des sus de la vitesse en ce point de transfert pro duisant une réduction du courant d'induit de ce moteur réduira la charge sur la tur bine, de sorte que la. vitesse de cette dernière aura tendance à augmenter.
Le débit de com bustible ne varie que lentement sous l'effet de l'excitation de la bobine OCFR1, tandis que le régulateur de débit réagira rapidement à l'excitation qui en résulte de la bobine OCORi, ce qui, grâce à la tension accrue pré levée au contact 34, amènera du courant à passer du côté gauche au côté droit du schéma afin d'augmenter l'excitation de cha que génératrice et ainsi rétablir la charge sur la turbine.
Lorsque la vitesse du moteur -de traction est montée à la valeur pour laquelle les con tacts du régulateur de débit demeurent fer més de façon permanente, aucune augmenta tion supplémentaire de l'excitation et de la tension de chaque génératrice n'est alors pos sible pour le réglage donné du contrôleur principal. Puisque le débit de combustible fourni à la turbine est limité de la manière décrite ci-dessus, chaque moteur de traction continue alors à fonctionner sous tension constante et son couple tombe avec une aug mentation supplémentaire de la vitesse des moteurs; comme le montre le point X sur la courbe B.
L'augmentation de la vitesse du mo teur et la réduction de son courant d'induit auront pour résultat, en fonctionnement à puissance constante; une réduction de la charge sur la turbine, de sorte que la vitesse d? celle-ci tendra à augmenter.
Puisque le cou rant qui passe dans la bobine OCORi du ré plateur de débit ne prévoit maintenant au cune augmentation de l'excitation de la géné ratrice, le courant correspondant passant dans la. bobine OCFIRi du régulateur de combusti ble aura le temps d'actionner efficacement le servomoteur FSDI afin de réduire la distri bution de combustible. L'installation fonc tionne par conséquent maintenant avec une vitesse et une puissance réduites de la turbine.
On remarquera que lorsque la puissance exigée de la turbine, en raison des conditions de fonctionnement du moteur de traction sur la courbe B, est inférieure à la puissance maxima que la turbine peut fournir pour les conditions définies par cette courbe, la vitesse de la turbine est réglée à 1a valeur désirée au moyen du régulateur de combustible, tandis que lorsque la puissance correspond à celle, déterminée par le contrôleur principal pour la courbe B, la vitesse de la turbine est réglée à la valeur désirée par réglage du débit de chaque génératrice, et la transition. entre un procédé de réglage et l'autre est effectuée par des moyens qui sont sensibles au débit de la.
turbine, tel que mesuré par le débit de com bustible fourni à celle-ci, c'est-à-dire la ten sion au potentiomètre 60. En outre, le régu lateur d'effort de traction fonctionne aux vi tesses inférieures concurremment avec le ré gulateur de combustible pour limiter le cou rant d'induit et l'effort de traction, mais au moment de la transition entre un procédé de réglage et l'autre, le régulateur d'effort de traction abandonne la commande du débit de la génératrice au régulateur de débit.
On se rendra compte que le fonctionne ment suivant les caractéristiques de la fig. 2 sera également obtenu lors d'une vitesse dé croissante des moteurs à traction, par exem ple grâce à une augmentation -du gradient, de manière correspondant à celle décrite ici pour une vitesse en<B>-</B>augmentation.
On se rendra compte que, quoique dans la forme d'exécution décrite, la commande de chaque génératrice soit assurée en réglant son excitation, d'autres dispositions sont pos sibles. Par exemple, dans certains cas; chaque moteur de traction peut être pourvu d'une commande à champ variable, et le champ du moteur peut alors être réglé automatiquement par .le régulateur de débit pour régler le dé bit de chaque génératrice.
Un tel réglage sera normalement employé avec un réglage auto matique de l'excitation de chaque génératrice, et le champ de chaque moteur peut alors être réglé simultanément avec l'excitation de cha que génératrice, ou encore le réglage de cha que génératrice et celui de l'excitation du mo teur peuvent être -effectués pour des gammes différentes de vitesses du moteur.
A.d'autres positions du contrôleur princi pal, des caractéristiques correspondantes se ront obtenues. Par exemple, à la position du contrôleur principal assurant la caractéristi- que inhérente A', le fonctionnement aura lieu suivant la caractéristique B',
la valeur hyper bolique ou de puissance constante augmen tant grâce à l'accroissement du réglage du potentiomètre P et la partie horizontale ou de composante constante -de la caractéristique augmentant grâce au réglage du rhéostat R2 qui réduit le courant dans le bobinage de champ PTER du rébaulateur d'effort de traction, de sorte qu'un courant d'induit accru est permis avant que le régulateur d'effort de traction ne soit en mesure de réduire l'excitation de la génératrice.
Pour le fonc tionnement à la position du contrôleur prin cipal prévoyant la caractéristique B', l'excita tion de la génératrice n'atteint pas la valeur maxima avant une vitesse supérieure, par exemple celle au point X'. Par la suite, l'ac célération des moteurs continue sous tension constante avec une puissance décroissante de la turbine à gaz de la même manière que pour la courbe B. Si, à un moment donné, le con trôleur principal est actionné pour augmenter le débit, alors la vitesse de la turbine à gaz augmente, comme déjà décrit.
Le dispositif de commande comprend de préférence des moyens suivant lesquels une demande de plus de puissance par le contrôleur principal injecte automatiquement une quantité supplé mentaire de combustible qui sera proportion née à celle nécessaire pour produire l'énergie cinétique servant à l'accélération. de la tur bine et des- parties se déplaçant avec elle. 11 cet effet, dns la forme d'exécution décrite, il est prévu le condensateur 68.
Lorsque la po sition du contact 62 est changée à. la suite du déplacement de la poignée du contrôleur prin cipal, la tension accrue appliquée à l'extré mité de gauche de la bobine OCFR2 amènera un courant momentané à passer dans le con densateur qui tend à augmenter le débit de combustible. Le débit de combustible est ainsi provisoirement augmenté au-dessus de celui correspondant à un fonctionnement stable à une vitesse supérieure.
De même, dans le cas d'une réduction de la demande de puis sance, réduisant la tension au contact 62, du courant passera du condensateur 68 pour réduire provisoirement le débit de com bustible au-dessous de celui nécessaire pour un fonctionnement stable à la vitesse réduite.
En réaction au déplacement du contrôleur principal pour augmenter ou réduire soit la puissance obtenue, soit l'effort de traction, suivant la partie de la caractéristique sur la quelle fonctionne le moteur de traction, l'effet du condensateur 68 sera d'augmenter ou réduire provisoirement l'ouverture de la soupape à combustible d'une quantité supé rieure à celle qui serait nécessaire pour des conditions de fonctionnement stable après que la vitesse de la turbine à gaz a été amenée à la nouvelle valeur.
Pendant les déplacements de la soupape à combustible déterminés par le fonctionnement du condensateur 68 et égale ment par le fonctionnement du circuit de res- triction de combustible pour exciter la bobine OCFR3 du régulateur de combustible, la ten sion dérivée du potentiomètre 35 variera de façon correspondante, mais la résistance 38 et le condensateur 39 fourniront l'excitation ,des bobines OCFRi et OCOR1 en fonction seule ruent de la tension moyenne dérivée du poten tiomètre 35 après comparaison avec celle dé rivée'du potentiomètre 33.
Dans une turbine à gaz, le débit de com bustible fourni est limité par des considéra tions de température et par la nécessité d'évi ter la rupture du flux d'air aérodynamique.
L'installation que l'on va décrire com prend le circuit de restriction décrit ci-dessus. Dans le fonctionnement de ce circuit, on applique aux résistances 82 et 83 une tension proportionnelle à la vitesse de la turbine. L'injection maxima de combustible dépend de la vitesse de la turbine et dans la forme d'exé cution décrite, la tension apparaissant aux bornes de la résistance 83 est définie sensi blement de la même manière en fonction de la tension dérivée du redresseur 81 que la dite injection maxima de combustible en fonc tion de la vitesse de la turbine.
La tension prélevée sur le contact du potentiomètre 61 représente le débit réel de combustible, de sorte que la différence entre les tensions à ce contact et aux bornes de la résistance 83 re- présente la possibilité d'accroître :à un mo ment quelconque l'injection de combustible. Le redresseur 84 empêche le courant de pas ser lorsque la tension au contact 61 est infé rieure à celle prélevée sur la résistance 83, de sorte que le circuit de restriction est nor malement incapable de modifier le fonction nement de l'installation.
Si, toutefois, le débit de combustible .devait s'approcher à un mo ment quelconque du taux maximum admissi ble pour la vitesse de la turbine à ce moment, alors la tension au contact 61 dépassera celle prélevée sur la résistance 83 et du courant pourra passer par le redresseur 84 à travers les bobines OCFR et OCOR. La bobine OCFR3 assure une réduction de l'injection de combustible et empêche ainsi toute aug mentation dans l'allure de cette injection,
tandis que la bobine OCOR3 réduit le débit des génératrices et fonctionne ainsi lorsque l'injection de combustible est limitée pour ré duire la charge sur la génératrice et permet tre ainsi une augmentation de la vitesse de la turbine. Lorsque la vitesse de la turbine a augmenté, alors la distribution de combustible peut croître de lac ,on correspondante.
Le régulateur de combustible est égale ment soumis à une commande prédominante par la bobine OCFRg, laquelle, .comme déjà décrit., est excitée dès que la température des gaz d'échappement dépasse la limite admissi ble afin de tendre à réduire l'injection de combustible et ainsi empêcher un dépassement de cette température. Une telle disposition est, par exemple, plus particulièrement avan tageuse dans des installations qui doivent fonctionner avec de grandes variations des valeurs de la température ambiante ou de la pression atmosphérique.
Dans le cas d'une surcharge des moteurs de traction -et :des génératrices, le disjoncteur à maxima OC69 réagira pour ouvrir ses con tacts 69, de sorte que le circuit sélectif de commande ne se trouve plus sous la commande du contrôleur principal. La résistance 70 re lie les bobines OCFR2 et OCOR2 directement au fil d'alimentation 3, de sorte que la ten sion de référence déterminant la puissance de sortie de la turbine est réduite effectivement à zéro.
La tension au contact 61 est alors sus ceptible d'exciter les bobines OCFR2 et OCOR2 afin de réduire rapidement le débit d'injection du combustible à la turbine à la valeur de ralenti et -en même temps de ré duire la charge des génératrices.
Commodé ment, le disjoncteur .à maxima -peut égale ment être disposé mécaniquement pour couper la connexion entre la soupape à combustible et le servomoteur FSlll sous l'action de la surcharge, de sorte que la soupape à com bustible peut être ramenée rapidement par ressort ou autres moyens à la position fermée ou de ralenti, indépendamment de l'inertie du servomoteur:
Suivant une modification du dispositif décrit ci-dessus, le régulateur de combustible <I>FR</I> et le régulateur de sortie<I>OR,</I> au lieu d'être commandés par les bobines OCFR2 et OCOR2, susceptibles de produire des ampère- tours de commande suffisants pour empêcher le fonctionnement du régulateur de combus tible et du régulateur de débit respectivement suivant la valeur de la puissance de la tur bine par rapport à la valeur déterminée à l'avance,
sont associés à des relais sensibles à cette puissance disposés pour mettre hors de service l'un ou l'autre régulateur à tour de rôle; ces relais peuvent être disposés soit dans le circuit d'entrée, soit dans le circuit de sor tie des régulateurs.
Suivant une autre modification, un régu lateur unique est employé à la place dés ré gulateurs de combustible et de débit, et le circuit de sortie du régulateur comprend des relais, lesquels, suivant les conditions :du mo ment, relient la sortie . du régulateur aux moyens réglant le débit .de l'injection du com bustible, tels que le servomoteur FSlll de la fig. 1A, ou aux moyens commandant le débit de la génératrice, tels que l'enroulement de champ EF2 de la fig. 1.
A la place :de l'un ou de plusieurs des ré gulateurs à vibrations <I>FR, OR</I> et<I>TER,</I> toût autre dispositif approprié sensible aux quan tités désirées et susceptible de régler, sui vant le cas, le débit -d'injection du combusti- ble, ou l'excitation de chaque génératrice en fonction de la vitesse de la turbine, ou l'exci tation de chaque génératrice en fonction du courant d'induit ou de l'effort de traction, peut être utilisé. Par exemple,
les enroule ments commandés par ces régulateurs peuvent être intercalés dans les circuits de sortie de machines dynamoélectriques, de préférence du type à réaction d'induit ou dans les cir cuits de sortie d'amplificateurs magnétiques (transducteurs) ou -d'amplificateurs électro niques,
les machines dynamoélectriques ou transducteurs ayant des enroulements d'en trée ou les amplificateurs électroniques ayant des circuits d'entrée pour produire dans la sortie de ces machines ou transducteurs les composantes désirées suivant les quantités auxquelles sont sensibles les diverses bobines des régulateurs à vibrations; comme déjà dé crit.
Dans le cas d'une panne d'une partie quelconque du mécanisme de commande auto matique, l'installation peut aisément être actionnée, malgré le mécanisme de commande automatique hors de service, grâce à la com mande de l'excitation de la génératrice à par tir du contrôleur principal seul pour assurer le fonctionnement suivant les caractéristiques inhérentes (A, A', fig. 2), tandis que la dis tribution de combustible à la turbine est ré glée manuellement pour maintenir la turbine à une vitesse appropriée.
Comme le montre la fig. 1A, par exemple; une soupape à com bustible à commande manuelle auxiliaire HFY peut être prévue, en dérivation sur la soupape FV, cette soupape HFV étant fermée pendant le fonctionnement automati que, mais susceptible d'un fonctionnement ma nuel associé à l'observation d'un indicateur de vitesse de la turbine lorsque le mécanisme de commande automatique est hors de service.
L'installation de commande où la caracté ristique inhérente de la génératrice se trouve au-dessous de la caractéristique normale de fonctionnement, comme décrit en se rappor tant à la fig. 2, possède l'avantage que l'ins tallation de commande automatique agissant dans le cas des fig. 1 et 1A au moyen de l'enroulement de champ de l'excitatrice EF2 doit produire une composante d'excitation agissant constamment dans un sens. Cette disposition n'est, toutefois,
pas indispensable et la caractéristique inhérente peut se trouver entièrement ou partiellement au-dessus de la caractéristique de fonctionnement normal. Lorsque la caractéristique inhérente se trouve partiellement au-dessus et partiellement au- dessous de la caractéristique normale, le dis positif de commande automatique pour l'exci tation de la génératrice peut être disposé, comme il sera évident pour les gens du mé tier, de manière à pouvoir être effectivement inversé, c'est-à-dire de manière à augmenter ou à réduire l'excitation de base de la géné ratrice,
telle qu'elle est fournie par l'enroule ment de champ de l'excitatrice EFr, suivant que la caractéristique inhérente se trouve au-dessous ou au-dessus de la caractéristique normale.
Installation for the transmission of electric power. The present invention relates to an installation for the transmission of electrical power comprising at least one motor and at least one generator intended to supply, key electrical energy to the motor, a source of mechanical power coupled with the generator and a device. regulator for this generator and for this mechanical power source, which device comprises means sensitive to the speed of the mechanical power source, means mounted in an electrical circuit connected to the generator to adjust the flow rate of the .
generator and, means for adjusting the value of the energy supplied; a, the source of mechanical power.
According to the invention, there is provided a selector device sensitive to the value of the energy supplied to the source of mechanical power and capable of preventing in turn the adjustment of the flow rate of the generator and the adjustment of the value. of the energy supplied to. the mechanical power source according to the value of said energy supplied so as, on the one hand, to bring the means sensitive to the speed of the mechanical power source to control the means regulating the flow rate of the generator by varying this flow in the same direction as the variations in the speed of the source relative;
at a desired speed when the value of the energy supplied to the source tends to exceed a determined value and so, on the other hand, to bring the sensitive means to. the speed to control the means regulating the value of the energy supplied to the source of mechanical power by varying this energy in direction. inverse of the variations in the speed of this source with respect to the desired value when the value of the energy supplied to the source tends to fall below said value determined in advance.
The invention can be particularly advantageous in traction installations, for example on locomotives and other vehicles. The source of mechanical power can be a gas turbine or a diesel engine.
The adjustment devices capable of being used advantageously for such installations may be vibration regulators or else dynamo-electric machines, magnetic amplifiers or transducers or else electronic amplifiers.
Likewise, the transmission of the settings can be ensured entirely or partially electrically or even by any other equivalent well known means *.
The ringed design represents, by way of example, one embodiment of the object. key to the invention.
Figures 1 and 1A together form a diagram.
Fig. 2 is a graph showing the operating characteristics of the device. Referring to fig. 1 and 1A, the gas turbine, represented at T, is coupled by means of reduction gears S to three generators G1, G2 and G3 and to an exciter E. The turbine can drive an auxiliary generator dG to supply control circuits - and other auxiliary installations on a locomotive, for example.
In the example shown, each of the generators G1, G2, G3 is connected to two traction motors 1111 and 1112, <I> 1113 </I> and DI4 and 111s and 111e which can be of the series type; the field windings of the motors will be provided in the usual way with reversing switches (not shown).
The generators are provided with field coils GF1, GF2, Gr .; connected to the armature of the exciter E.
The exciter E is provided with a main inductor winding EF1 connected by conductors 2 and 3 to an auxiliary supply at constant voltage, in series with a rheostat R1 forming part of a main controller DIC. The exciter also comprises an inductor winding E F2, which,
as will emerge below, is automatically controlled by the control device in order to modify) the effect of the main field coil EF1. The exciter further comprises a third field coil EF3 which is mounted in series with the generator G1 and operates in opposition to the main field coil EF1 of the exciter.
The fact that the field winding EF3 acts in opposition to the winding EF1 has the result of giving the generator a voltage / current characteristic such that the current supplied to the motors drops with an increase in speed of that, for a current given in the main field coil EF1 of the exciter.
By this means, the installation can easily operate even in the event of a breakdown in the automatic control devices, as will be explained in more detail below.
The fuel supply to the Test turbine regulated by an FV fuel valve (fig. 1 and 1'A), the position of which is regulated by an FSDI electric servomotor. The fuel valve advantageously comprises a needle valve controlled by the FSDI engine by means of a rack.
The operation of the actuator is controlled by means of a. vibration regulator FR, while the current in the field coil of the Erg exciter is controlled by the two vibration regulators OR and <I> TER. </I> The regulators <I> FR, OR </I> and <I> TER </I> will be. hereinafter referred to as the fuel regulator, flow regulator and tractive force regulator respectively.
These regulators can be of any suitable type.
The armature called servomotor 1r'S11I is mounted in series with a load resistor 1 between the supply conductors 2 and 3. The motor is provided with a double field windings whose two parts 4 and 5 are connected. , on the one hand, to the conductor 2 and, on the other hand, to the fixed contacts 6 and 7 of the fuel regulator -PR. A vibrating contact 8 of this regulator cooperating with the fixed contacts is connected to the conductor 3.
The fuel regulator is fitted with OCP # R1, OCFM control coils, mounted as described below; An additional control coil OCI'IL ,, can also be provided for: the reasons indicated below. The various coils are wound together to form the voice coil of the regulator.
The regulator is arranged so that when the resulting ampere-turns produced by these control coils are zero, the movable contact 8 vibrates between the contacts G and 7 without touching these contacts, so that the torque of the servo-motor is zero.
When the resulting ampere-turns produced by the regulator control coils are of a given sign, the movable contact 8 will touch the contact 6 in order to cause the servomotor FS111 to produce a torque in the direction of an increase in flow. of fuel distributed by the FV valve to the turbine <I> T, </I> while when these ampere-turns are, of opposite sign,
contact 8 will touch contact 7 to cause the servomotor to reduce the flow of fuel supplied to the turbine: The torque produced by the servomotor and, consequently, the acceleration of this latter and the modifications of the fuel flow - tible supplied to the turbine will depend on the proportion between the time during which the contact 8 touches the contact 6 (or the contact 7 as the case may be) and the total duration of the vibration period of the contact 8 and, consequently; the value of the resulting ampere-turns produced by the control coils of the regulator.
When the control ampere-turns are sufficient to keep contact 8 constantly closed on contact 6 or contact 7, the servomotor torque will be maximum.
The flow rate regulator OR has a vibrating contact 9 cooperating with a fixed contact 10 capable of short-circuiting a resistor 11 in series with the coil EF2 of the exciter.
The traction force regulator <I> TER </I> comprises a vibrating contact 12 cooperating with fixed contacts 13 and 14 arranged so that the contact 12, 13 will short-circuit an additional resistor 15 in series with the coil EF2, while the closure of the circuit at 12, 14 will connect a resistor 16 in parallel with the coil EF2. If there is no current in the control coils, which will be described below, of the OR flow regulator, contact 9 will vibrate, but will remain out of contact with contact 10.
The resulting ampere-turns of given sign produced by the control coils will cause contact 9 to touch contact 10 and thus short-circuit resistor 11 for a fraction of the period of vibration of contact 9 which depends on the value of the ampere-turns and this so as to increase the excitation of the exciter E and the output of the generators. The flow regulator is provided with OCOR1, OCOR2 and OCOR3 control coils wound together to form the regulator's voice coil.
The <I> TER </I> traction force regulator is fitted with control coils, as described below. While the fuel regulator and the flow regulator are arranged so that in the absence of control towers, the moving contacts of these regulators vibrate between the fixed contacts without touching the latter; the traction force regulator is different thanks to the elimination of the spring connected to the fixed point, so that for a zero value of the control amperes-turns, the contact 12 is kept in engagement with the contact 13;
the traction force regulator then does not modify the flow rate of the generators G1, G2 and G3. The application of the control ampere-turns to the traction force regulator will oppose the power of the spring in order to move the contact 12, so that the resistor 15 is put intermittently in series with the winding EF2, and the output of the generators is reduced.
An increase in the control ampere-turns in the tractive force regulator would cause the contact 12 to take an average position, so that it vibrates in contact with the contact 14 and thus drifts in the resistor 16 the current the EF2 field winding to further reduce the output of the generators.
The <I> TER </I> tensile force regulator is provided with a single OCTER coil which is mounted so as to receive an excitation which is a function of the armature current of the motors 111 and 312. For this purpose, the coil is connected to the terminals of a series resistor in the main armature circuit, and this resistor can be that of an auxiliary pole or other IG series winding included in the main circuit of a generators or one of the motors.
In the example shown, the OCTER winding is connected to the terminals of the winding of the auxiliary pole IG of the generator G1, the ratio between the inductance and the resistance of the winding of the auxiliary pole being such, compared to ratio between the inductance and the resistance of the OCTER coil circuit, that it ensures an appropriate stabilizing effect:
in the circuit. A comparator resistor for temperature variations 17 can be fitted in series with the OCTER bearing in order to compensate for the current in the OCTER winding for:
temperature changes of circuit components. The field coil of the tractive force regulator is shown in PTER and is connected in. series with an R2 rheostat which is operated by the handle of the main controller 111C together with the rheostat R1 and a potentiometer P.
The rheostat R2 therefore controls, depending on the position: of the main controller 111C, the field of the <I> TER, </I> regulator so that the current: of the main armature, for which the OCTER voice coil will produce a force sufficient to separate the contact 12 from the fixed contact 13, will depend on the setting of the main controller.
By this means, the setting of the <I> TER </I> regulator varies in the opposite direction to the current in the PTER coil, and the rheostat R2 is connected in such a way that the resistance thereof increases as the main controller deviates from the zero position and the main armature current which passes the <I> TER </I> regulator increases as the displacement of the main controller increases.
The control coils of the fuel regulator and of the flow regulator are arranged in three control circuits, which, for convenience, will be referred to hereinafter as the control circuit, the selective control circuit and the restriction circuit, respectively. The selective control circuit can also, when necessary, include means for limiting the operating temperature of the turbine, as will be described below.
The control circuit is sensitive to a deviation of the speed of the turbine from that desired, and for measuring the speed of the turbine, a tachometer alternator 11 is provided having an output winding 30 which is connected by a temperature compensating resistor 31 and a dry plate rectifier 32 to a load resistor 33. Resistor 31 corrects the resistance of the speed measuring circuit with changes in temperature thereof.
The load resistor is formed by a potentiometer on the tap 34 from which a voltage is taken which is proportional to the speed of the turbine. The potentiometer is pre-set for optimum results and is not normally reset during plant operation. The adjustment circuit comprises a potentiometer 35 which is mounted in series with a fixed resistor 36 between the supply conductors 2 and 3.
Resistor 36 has a relatively high value compared to that of the potentiometer, so that, for example, the voltage variation taken between the movable contact 37 of the potentiometer and the conductor 3 will vary between about 80 and 100 volts for the full range of movement of the moving potentiometer contact.
The movable contact 37 is coupled to the PV fuel valve, such that this voltage variation corresponds to the setting of the rate of the flow of fuel born to the turbine between about zero and the maximum value, the contact 37 being moved towards the top of fig. 1 with the increase in the fuel feed rate. A resistor 38 and a capacitor 39 are mounted between the contact 37 and the conductor 3, so that the voltage appearing at the terminals of the capacitor 39 represents the average value of the voltage at the contact 37.
The OCPRi coil of the fuel regulator is connected in series with a resistor 40 to receive the difference between the voltages of the potentiometers 35 and 34, and the OCORl control coil of the flow regulator is connected in a similar way in series with a resistor. 41 between these potentiometers. The OCPR1 coil is mounted in a direction such that the passage of current from the potentiometer 34 to the potentiometer 35 causes a reduction in the distribution of the fuel.
The OCORI coil is mounted in the direction such that the passage of the current from the potentiometer 34 to the potentiometer 35 causes an increase in the excitation of the exciter E and, consequently, of the flow rate. generators.
A <I> TG </I> tachometer generator is coupled to the PSLTI servomotor and is connected in series with a resistor 42 across the OCPRx coil. This tachymeter generator, producing a voltage -depending on the speed -of the servomotor, is arranged to supply a current component to the OCFR1 coil in -a direction which opposes the rotation of the servomotor in order to ensure the 'damping necessary to stabilize this part of the installation despite the inertia of the servomotor and the members moving with it.
The selective control circuit comprises a potentiometer 60 mounted: between the conductors 2 and, 3 and having its movable contact 61 coupled to the fuel valve FTr so that its position represents the rate of the supply of fuel to the turbine, and the potentiometer P which is also mounted between conductors 2 and 3 and which has its mobile contact 62 connected: to the handle of the main controller.
The OCFR2 coil of the fuel regulator is connected in series with a resistor 63 and a rectifier 64 between the movable contacts 61 and 62, and the OCOR2 control coil of the output regulator is similarly connected between these contacts in series. with a resistor 65 and a rectifier 66.
The OCFR2 coil is mounted in such a direction. that a current flow from potentiometer 61 to 62, that is to say in the direction allowed by the rectifier 64, will act on the regulator FR in the direction which reduces the fuel feed rate, while the OCOR2 coil is mounted in a direction such as a current key passage from the contact. 62 towards contact 61, as permitted by rectifier 66, will act on flow regulator OR: in the direction likely to increase the flow of the generator.
A resistor 67 and a capacitor 68 are mounted between one end of the OCFR2 coil and the conductor 3. The connection between the potentiometer contact 62 and the OCFR2 and OCOR2 coils comprises the normally closed contacts 69 of a maximum circuit breaker provided. OC69 control coils included in the main armature circuits.
A resistor 70 is placed between these coils OCFR2 and OCOR2 and the conductor 3 so as to maintain the circuit coming from the potentiometer 60 and passing through the said coils OCFR2 and OCOR2 when the contacts 69 open following a on load.
When it is desired to ensure automatic limitation of the temperature of the turbine, the OCFR4 control coil is placed on the fuel regulator and is mounted in a circuit sensitive to the operating temperature of the turbine, circuit. which comprises a resistance bridge composed of two resistors 71 and 72 made of nickel or another material having a large coefficient of variation of resistance with temperature and mounted in a gas duct of the turbine, such as the exhaust duct, in order to react to the temperature thereof.
The bridge further comprises resistors 73 and 74 made of a material having a negligible coefficient of variation of resistance with temperature. The bridge receives current through conductors 2 and 3 and is arranged so as to be balanced at the maximum desired temperature of the exhaust gases in operation. The bridge output circuit includes the OCFR4 control coil in series with a resistor 75 and a dry plate rectifier 76.
The bridge will become unbalanced one way or the other, depending on whether the exhaust gas temperature drops below or rises above this predetermined value, and rectifier 76 is connected to the: cir fired in such a way as to only allow current to flow to supply the OCFR4 coil when the gas temperature exceeds this value. This control coil is mounted in a direction such that it acts on the fuel regulator so as to reduce the fuel delivery rate.
A capacitor 77 is connected in parallel with the resistor 75 and the rectifier 76 in order to introduce into the operation of the OCFR4 coil a component dependent on the speed of the change in the temperature of the exhaust gases in order to compensate for the delays in the exhaust gas temperature. the reaction of the device to an increase in the temperature of the exhaust gases:
The restriction circuit is provided to limit the flow rate of the fuel supplied to the turbine and also to reduce the load on the turbine, when such load reduction is necessary in order to allow an increase in the speed of the turbine, as can be achieved. be required by the operation: of the installation - and as described in more detail below.
To this end, the restriction circuit comprises means producing a voltage proportional to the speed of the turbine, for example an additional output winding 80 of the alternator A connected to a dry plate rectifier 81 to supply a series supply of a fixed resistor 82 and a non-linear resistor 83 having a negative resistance / voltage characteristic.
The OCFR3 and OCOR3 control coils of the fuel and flow regulators respectively are connected in series with one another and with a dry plate rectifier 84 in order to receive the difference between the voltage across resistor 83 and that taken from potentiometer 60, rectifier 84 allowing current to flow through these coils only when the voltage across resistor 83 is greater than that coming from potentiometer.
These coils are. mounted in their regula, tëurs respective in such directions as they tend: to reduce the fuel flow and. reduce the output of the generators respectively. In fig. 2, which will be discussed below, the force has been plotted on the ordinate. traction and turbine speed, and on the x-axis the speed of the locomotive on the rails. As will be seen below, the curves <I> A, A '</I> and <I> B, </I> B' represent the tensile force and the curves C and C 'the speed.
In the operation of the installation described above, the power supplied by the turbine is regulated by the main controller. The movement of the main controller handle determines by means of the rheostat. R1 the current supplied to the winding EP1, so that the voltage of the generators Gi, 02 and 0, gradually increases as the controller moves between its initial position and its extreme position.
The inductor winding EF1 tends to reduce the excitation of the generators under the effect of: an increase in current applied to the traction motors, so that for a given position of the controller handle, an inherent characteristic of the installation such as that shown by curve A in FIG. 2 and that for a miter position of the controller, an inherent characteristic is obtained as represented by the curve A '.
Curve B shows the characteristic obtained as will be described below, in more detail, by the automatic control device when the controller is in the position giving the inherent characteristic A; similarly, curve B 'shows the characteristic obtained automatically. for the position of the controller producing the inherent characteristic A. It will be appreciated that the device will produce a group of curves similar to curves A, A ', B, B' and whose number is equal to the number of notches provided on the controller.
The rheostats R1 and R2 and the potentiometer P can advantageously exhibit infinite variations. small to allow an almost continuous variation of the power supplied.
Considering the operation for the position of the controller corresponding to the characteristic A, the contact 62 will have been moved to take from the potentiometer P a voltage corresponding to the power desired by the attendant. With the gas turbine running at slow speed, fuel will be supplied in equally small quantities and potentiometer 60 will produce between contact. 61 and the conductor 3 a voltage which will be lower than the voltage existing between the contact 62 of the potentiometer P and the conductor 3.
The rectifier 64 will therefore prevent the current from passing through the OCFR2 coil. On the other hand, the rectifier 66 will allow the current to pass through the coil OCOR2. The ampere-turns produced by the OCOR2 coil of the flow regulator will be sufficient, under these conditions, to keep contacts 9 and 10 - of the flow regulator permanently closed.
As a result, when the traction motors are stationary or rotate at low speeds with an equally low back EMF, the current. armature would reach a value producing an exaggerated heating, and the effect strong. of traction would reach a value sufficient to cause the wheels to slip. Under these conditions, the OCTER control coil of the force regulator would bring the contact 12 of this regulator into engagement with the contact 14, so that the resistor 15 would be connected in series with the EF2 winding of the exciter and that current would be taken from this winding by resistor 16.
The excitation of each generator is therefore limited and the armature current and the traction force of the motors cannot exceed the admissible limits. As the motors accelerate and their counter-electromotive force increases, the voltage of each generator must be correspondingly increased to maintain the same armature current and tractive force, and the voltage of each generator. tendency of the current to drop and thus reduce the effect of the OCTER coil results in the contact 12 of the tension regulator intermittently moving away from the contact 14 in order to open the circuit intermittently resistance 16.
The average current in the EF2 winding is thus increased under the control of the tensile force regulator to maintain the desired armature current. With still phis high motor speeds, contact 12 will engage intermittently with contact 13 instead of engaging with contact 14, in order to intermittently short-circuit resistor 15 and thus increase the average current even more. in the winding EF2 and thus maintain the armature current and the tensile force.
As already explained, the value at which the tensile force regulator will adjust the armature current and therefore the tensile force, depends on the current in the FTER coil, so this current and the tensile force: will depend in value on the setting of the main controller.
Although in the embodiment described, the <I> TER </I> regulator operates to produce a constant motor current over an initial range of motor speeds, as shown by the horizontal part of curve B in fig. . 2, it will be appreciated that this part of the feature can be of any desired shape. For example, the <I> TER </I> regulator can be provided with an additional field winding in addition to the FTER winding, this additional winding being energized directly or indirectly depending on the speed of the motor.
While the traction force regulator is operating as described above, i.e. as the traction motors accelerate, the desired turbine power increases and the turbine speed will tend to drop. .
The voltage produced by the tachometer generator <I> TG </I> and that taken from contact 34 will therefore fall below that taken from potentiometer 37, so that the OCFR1 coil will be energized by a current in the field excitation direction of the FSDI servomotor in order to increase the fuel flow and thus correct the drop in speed of the turbine. Resistor 40 has a relatively large value, so that the rate of fuel flow changes is slow, which is necessary in view of the slow reaction.
tion -from the speed of the gas turbine to changes in fuel flow. provided to it.
The setting of the OCFRr coil depending on the difference between the actual speed of the turbine and the reference speed determined by potentiometer 35 produces an additional effect which is that, as the fuel delivery increases to counteract the trend from the turbine speed to fall;
that is, by increasing the fuel flow rate, the voltage corresponding to the reference speed increases itself, so that the speed of the turbine gradually increases as the load increases so as to operate. Operate the turbine at optimum efficiency under partial load. For example, the variation of the speed of the turbine can be as represented by the curves C and C 'of FIG. 2.
The potentiometer 35 can be calibrated to ensure a linear or non-linear relationship <U> between </U> the speed of the turbine and the load.
In addition to or instead of this adjustment, it is possible to obtain a variation of the set speed of the turbine according to a function of the power of the turbine by taking the reference voltage at 37 entirely or in part on a potentiometer actuated by the handle of the. main controller 111C.
The position of contact 61 in the selective control circuit is a measurement of the energy supplied to the traction motors and, consequently, for a given speed thereof, a measurement of the flow rate of the. turbine. As long as this rate is less than.
that corresponding to the position of the contact 62 of the potentiometer P, the rectifier 66 allows current to flow through the coil OCOR2, so that the contacts 9 and 10 of the flow regulator remain permanently closed, and the adjustment of the generator voltage is. obtained entirely by the traction force regulator <I> TER, </I> as described above to form the horizontal part of the curve R.
When the voltage taken from potentiometer 60 is equal to that taken from potentiometer P, the current no longer passes through coil OCOR2 of the output regulator. At the same time, an increase in the flow of the turbine, measured by the supply of fuel to it, associated with the speed of the turbine will cause current to flow through the rectifier 64 to the coil OCI'R2, and this current acts on the fuel regulator to tend to close the fuel delivery valve.
Therefore, when the speed providing this distribution is reached, no further increase in fuel flow rate is obtained, and the turbine will continue to operate at a constant fuel flow rate.
At the same time, the OCOR2 coil is de-energized and the flow regulator is now under the control of the OCORi coil only, the OCOR3 coil being still de-energized under normal conditions. When the OCOR2 coil ceases to be excited ,.
the current in the OCTER coil also falls since, the power of the turbine having reached the value corresponding to the setting of the main controller, i.e. to the connection between the horizontal and hyperbolic parts of the characteristic, the current of indult no longer has a tendency to exceed the limit determined in advance to which the traction force regulator reacts and, when the OCOR2 coil is de-energized, the <I> TER </I> regulator is disabled ,
that is to say that its contacts 12 and 13 are in permanent contact with one another. In the connection between the horizontal part of the characteristic corresponding to the constant intensity and the hyperbolic part corresponding to a constant power, the tensile force regulator remains thus for increasing periods on the contact 13, while the contacts 9 and 10 of the flow regulator remain closed for shorter and shorter periods.
In other words, the flow regulator works to reduce the flow of each generator in order to maintain the speed of the turbine, while the excitation is maintained by the tractive force regulator with this regulator at the maximum. It follows that a smooth transfer is obtained in the adjustment of the excitation of each generator between the adjustment by the tractive force regulator and the adjustment by the flow regulator. At the point of transfer, therefore, the flow regulator became fully able to regulate the excitation of each generator.
Accelerating a traction motor above speed at that transfer point resulting in a reduction in the armature current of that motor will reduce the load on the turbine, so that the. speed of the latter will tend to increase.
The fuel flow varies only slowly under the effect of the OCFR1 coil excitation, while the flow regulator will react quickly to the resulting OCORi coil excitation, which, thanks to the increased voltage pre-lifted at contact 34, will cause current to flow from the left side to the right side of the diagram in order to increase the excitation of each generator and thus restore the load on the turbine.
When the speed of the traction motor is increased to the value at which the flow regulator contacts remain permanently closed, no further increase in the excitation and voltage of each generator is then possible. for the given setting of the main controller. Since the flow rate of fuel supplied to the turbine is limited in the manner described above, each traction motor then continues to operate at constant voltage and its torque falls with a further increase in the speed of the motors; as shown by point X on curve B.
Increasing the speed of the motor and reducing its armature current will result in constant power operation; a reduction in the load on the turbine, so that the speed d? this will tend to increase.
Since the current which passes through the OCORi coil of the flow regulator does not now provide for any increase in the excitation of the generator, the corresponding current passing through the. OCFIRi coil of the fuel regulator will have time to effectively operate the FSDI servomotor in order to reduce fuel distribution. The installation is therefore now operating with reduced turbine speed and power.
It will be noted that when the power required of the turbine, due to the operating conditions of the traction motor on curve B, is less than the maximum power that the turbine can provide for the conditions defined by this curve, the speed of the turbine is set to the desired value by means of the fuel regulator, while when the power corresponds to that determined by the main controller for curve B, the turbine speed is set to the desired value by adjusting the flow rate of each generator , and the transition. between one adjustment method and the other is carried out by means which are sensitive to the flow rate of the.
turbine, as measured by the flow of fuel supplied to it, that is, the voltage at potentiometer 60. In addition, the tractive force regulator operates at lower speeds concurrently with the turbine. fuel regulator to limit armature current and tractive effort, but when transitioning from one tuning process to another, the tractive effort regulator relinquishes control of generator flow to the flow regulator.
It will be appreciated that the operation according to the characteristics of FIG. 2 will also be obtained during an increasing speed of traction motors, for example by virtue of an increase in the gradient, in a manner corresponding to that described here for a speed in <B> - </B> increase.
It will be appreciated that, although in the embodiment described, the control of each generator is ensured by adjusting its excitation, other arrangements are possible. For example, in some cases; each traction motor can be provided with a variable field control, and the motor field can then be automatically adjusted by the flow regulator to adjust the flow rate of each generator.
Such an adjustment will normally be employed with an automatic adjustment of the excitation of each generator, and the field of each motor can then be adjusted simultaneously with the excitation of each generator, or alternatively the adjustment of each generator and that of. the excitation of the motor can be carried out for different ranges of motor speeds.
In other positions of the main controller, corresponding characteristics will be obtained. For example, at the position of the main controller ensuring the inherent characteristic A ', the operation will take place according to the characteristic B',
the hyper bolic or constant power value increases both thanks to the increase in the setting of the potentiometer P and the horizontal part or constant component of the characteristic increasing thanks to the setting of the rheostat R2 which reduces the current in the PTER field winding of the Traction force rebalator, so that increased armature current is allowed before the tractive force regulator is able to reduce generator excitation.
For operation in the position of the main controller providing for characteristic B ', the excitation of the generator does not reach the maximum value before a higher speed, for example that at point X'. Thereafter, the acceleration of the motors continues under constant voltage with decreasing power from the gas turbine in the same way as for curve B. If at any point the main controller is actuated to increase the flow , then the speed of the gas turbine increases, as already described.
The control device preferably comprises means by which a request for more power by the main controller automatically injects an additional quantity of fuel which will be in proportion to that necessary to produce the kinetic energy for acceleration. tur bine and parts moving with it. For this purpose, in the embodiment described, the capacitor 68 is provided.
When the position of contact 62 is changed to. Following the movement of the main controller handle, the increased voltage applied to the left end of the OCFR2 coil will cause a momentary current to flow through the condenser which tends to increase fuel flow. The fuel flow is thus temporarily increased above that corresponding to stable operation at a higher speed.
Likewise, in the event of a reduction in the power demand, reducing the contact voltage 62, current will flow from capacitor 68 to temporarily reduce the fuel flow rate below that required for stable operation at power. reduced speed.
In response to moving the main controller to increase or decrease either the power obtained or the tractive effort, depending on which part of the characteristic the traction motor is operating on, the effect of capacitor 68 will be to increase or decrease. temporarily opening the fuel valve by an amount greater than that which would be necessary for stable operating conditions after the gas turbine speed has been brought to the new value.
During the movements of the fuel valve determined by the operation of the capacitor 68 and also by the operation of the fuel restriction circuit to energize the OCFR3 coil of the fuel regulator, the voltage derived from the potentiometer 35 will correspondingly vary. , but resistor 38 and capacitor 39 will provide the excitation of the coils OCFRi and OCOR1 as a function of the average voltage derived from potentiometer 35 after comparison with that derived from potentiometer 33.
In a gas turbine, the flow of fuel supplied is limited by temperature considerations and by the need to avoid disruption of the aerodynamic air flow.
The installation which will be described comprises the restriction circuit described above. In the operation of this circuit, a voltage proportional to the speed of the turbine is applied to resistors 82 and 83. The maximum injection of fuel depends on the speed of the turbine and in the form of execution described, the voltage appearing at the terminals of the resistor 83 is defined in substantially the same way as a function of the voltage derived from the rectifier 81 as said maximum injection of fuel as a function of the speed of the turbine.
The voltage taken from the contact of potentiometer 61 represents the actual fuel flow, so that the difference between the voltages at this contact and at the terminals of resistor 83 represents the possibility of increasing: at any time the fuel injection. The rectifier 84 prevents the current from going when the voltage at the contact 61 is lower than that taken from the resistor 83, so that the restriction circuit is normally incapable of modifying the operation of the installation.
If, however, the fuel flow rate should approach at any time the maximum allowable rate for turbine speed at that time, then the contact voltage 61 will exceed that taken from resistor 83 and current may be pass through the rectifier 84 through the OCFR and OCOR coils. The OCFR3 coil ensures a reduction in fuel injection and thus prevents any increase in the rate of this injection,
while the coil OCOR3 reduces the flow rate of the generators and thus operates when the fuel injection is limited to reduce the load on the generator and thus allows an increase in the speed of the turbine. When the turbine speed has increased, then the fuel distribution can grow correspondingly.
The fuel regulator is also subjected to a predominant control by the OCFRg coil, which, as already described, is energized as soon as the temperature of the exhaust gases exceeds the permissible limit in order to tend to reduce the injection of fuel and thus prevent this temperature from being exceeded. Such an arrangement is, for example, more particularly advantageous in installations which must operate with large variations in the values of the ambient temperature or of the atmospheric pressure.
In the event of an overload of the traction motors and: of the generators, the OC69 maximum circuit breaker will react to open its contacts 69, so that the selective control circuit is no longer under the control of the main controller. The resistor 70 links the coils OCFR2 and OCOR2 directly to the supply wire 3, so that the reference voltage determining the output power of the turbine is effectively reduced to zero.
The contact voltage 61 is then capable of exciting the coils OCFR2 and OCOR2 in order to rapidly reduce the rate of injection of the fuel to the turbine to the idle value and at the same time to reduce the load on the generators.
Conveniently, the maximum circuit breaker can also be mechanically arranged to cut the connection between the fuel valve and the FSlll servomotor under the action of overload, so that the fuel valve can be spring back quickly. or other means in the closed or idle position, regardless of the inertia of the servomotor:
Following a modification of the device described above, the fuel regulator <I> FR </I> and the output regulator <I> OR, </I> instead of being controlled by the coils OCFR2 and OCOR2, likely to produce sufficient control amperes to prevent the operation of the fuel regulator and the flow regulator respectively according to the value of the power of the turbine compared to the value determined in advance,
are associated with relays sensitive to this power arranged to put one or the other regulator out of service in turn; these relays can be placed either in the input circuit or in the output circuit of the regulators.
In another modification, a single regulator is employed instead of the fuel and flow regulators, and the regulator output circuit includes relays, which, depending on the current conditions, connect the output. from the regulator to the means regulating the flow rate of the fuel injection, such as the servomotor FSlll of FIG. 1A, or to the means controlling the flow of the generator, such as the field winding EF2 of FIG. 1.
In place of: one or more of the <I> FR, OR </I> and <I> TER, </I> vibration regulators, any other suitable device sensitive to the desired quantities and capable of regulating, depending on the case, the fuel injection flow rate, or the excitation of each generator as a function of the turbine speed, or the excitation of each generator as a function of the armature current or the tractive effort, can be used. For example,
the windings controlled by these regulators can be interposed in the output circuits of dynamoelectric machines, preferably of the armature feedback type or in the output circuits of magnetic amplifiers (transducers) or electronic amplifiers,
dynamoelectric machines or transducers having input windings or electronic amplifiers having input circuits for producing in the output of these machines or transducers the desired components according to the quantities to which the various coils of the vibration regulators are sensitive; as already described.
In the event of a failure of any part of the automatic control mechanism, the installation can easily be operated, despite the automatic control mechanism out of service, by controlling the excitation of the generator from by firing the main controller alone to ensure operation according to the inherent characteristics (A, A ', fig. 2), while the distribution of fuel to the turbine is manually adjusted to maintain the turbine at an appropriate speed.
As shown in fig. 1A, for example; an auxiliary manually controlled fuel valve HFY may be provided, bypassing the FV valve, this HFV valve being closed during automatic operation, but capable of manual operation associated with the observation of a speed of the turbine when the automatic control mechanism is disabled.
The control installation where the inherent characteristic of the generator is below the normal operating characteristic, as described with reference to fig. 2, has the advantage that the automatic control installation acting in the case of figs. 1 and 1A by means of the field winding of the exciter EF2 must produce an excitation component constantly acting in one direction. This provision is, however,
not required and the inherent characteristic may be wholly or partially above the normal operating characteristic. When the inherent characteristic is partly above and partly below the normal characteristic, the automatic control device for the generator excitation can be arranged, as will be obvious to those skilled in the art, to so as to be able to be effectively reversed, that is to say so as to increase or reduce the basic excitation of the generator,
as provided by the field winding of the exciter EFr, depending on whether the inherent characteristic is below or above the normal characteristic.