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.