CH495861A

CH495861A - Dispositif de réglage du courant d'alimentation et de freinage électrique d'au moins un moteur de traction à courant continu

Info

Publication number: CH495861A
Application number: CH793268A
Authority: CH
Inventors: Bingen Roald
Original assignee: Acec
Priority date: 1967-06-16
Filing date: 1968-05-29
Publication date: 1970-09-15
Also published as: BE715151A; FR1534070A

Description


  
 



  Dispositif de réglage du courant d'alimentation et de freinage électrique
 d'au moins un moteur de traction à courant continu
 La présente invention se rapporte au freinage électrique d'au moins un moteur de traction alimenté en courant continu à travers un dispositif de réglage d'intensité équipé de thyristors et opérant par impulsions.



   L'invention permet le freinage par récupération, rhéostatique ou mixte dans une large gamme de vitesses, avec une grande souplesse de réglage du courant de freinage.



   Le dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend deux ensembles composés chacun au moins d'un thyristor et d'une diode montés en antiparallèle, les cathodes des thyristors des deux ensembles étant reliées l'une à l'autre et leurs anodes raccordées respectivement au pôle positif de la source d'alimentation et, par l'intermédiaire d'un circuit oscillant série, au pôle négatif de cette source, le point commun aux cathodes de ces thyristors étant, d'autre part, raccordé, à travers une diode, à la cathode d'une autre diode dont l'anode est connectée au pôle négatif de la source, la cathode de cette dernière diode étant raccordée, à travers une self de lissage, à   l'une    des bornes de l'induit du ou des moteurs de traction dont l'autre borne peut être connectée, par l'intermédiaire d'un commutateur,

   soit au pôle négatif de la source dans le cas de l'alimentation du ou des moteurs en courant de traction, soit au pôle positif de cette source dans le cas dù freinage, des moyens étant prévus pour inverser la polarité de la force électromotrice du ou des moteurs fonctionnant en générateurs et pour régler la phase relative des impulsions d'allumage des différents thyristors.



   La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à des exemples particuliers de réalisation de l'invention.



   La fig. 1 représente un moteur de traction M, à courant continu, alimenté par une caténaire de tension U continue, à travers un appareillage de réglage de courant comprenant deux ensembles en antiparallèle constitués respectivement d'une part d'un thyristor   Thl    et d'une diode D1 et, d'autre part, d'un thyristor   Th2    et d'une diode D2, un circuit oscillant série formé par une bobine de self L et un condensateur C, des diodes   D3,    D4, D5 et une résistance R. En série avec l'induit du moteur M sont raccordés, d'un côté une self de lissage   Ls    et, de l'autre, un commutateur K pouvant prendre deux positions indiquées A et F correspondant respectivement à l'alimentation du moteur M et au freinage de celui-ci.

  Le commutateur K étant dans la position A, on suppose qu'on désire passer au freinage du moteur M en récupération. On commence d'abord par réduire à zéro l'intensité du courant   d'aiimentation    en agissant sur l'appareil électronique de réglage, on coupe le moteur, on inverse son excitation et on se met sur la position F du commutateur. Comme on le voit, I'inversion de l'excitation est motivée par le fait que la borne du moteur M qui, dans la position A était reliée au pôle négatif de la source se trouve maintenant reliée au pôle positif de la même source. On remet en marche la commande d'allumage des thyristors ce qui a pour effet, notamment, comme on le verra plus loin, de charger et de décharger alternativement le condensateur du circuit oscillant.

  On supposera que la tension aux bornes de ce dernier condensateur a atteint sa valeur maximum et qu'à un instant   t,,    on rend conducteur le thyristor   Th2.    Ainsi qu'il apparaîtra par la suite, avant l'instant   t,,    I'induit du moteur M et la self   Ls    sont parcourus par un courant   IX    qui sera considéré comme constant à cause de la présence de cette dernière.

  A l'instant   t,,    le condensateur C qui était charge à sa tension maximum valant théoriquement, comme on   saint,    2 V, va commencer à se décharger par un courant de décharge   I2    qui se boucle, d'un côté, par la caténaire à travers le thyristor   ThI    qui, comme on le verra, est conducteur et, de l'autre côte, par la diode D4. Or, la self   L5    qui, à l'instant   t,.    est traversée par le courant   IX,    continue par la suite à imposer la même valeur dans le circuit d'induit du moteur de sorte que le courant   I4     traversant la diode D4 reste constant et égal à IM.L'évolution en fonction du temps des différentes grandeurs électriques est représentée à la fig. 2.

  On sait, d'autre part, que le courant de décharge du condensateur C varie suivant une loi sinusoïdale de période égale à   le #TC ; le courant I1, qui est égal à I1-I2 = IM - I2    va donc en décroissant suivant la même loi et, après s'être inversé, ce qui a provoqué le blocage de   Thl,    lorsqu'il revient à zéro, il reste à cette valeur puisque   Thl    n'est plus conducteur. A cet instant, désigné par   tt,    I2 est égal à I4 qui, comme on l'a vu, est pratiquement constant. Le circuit oscillant étant traversé par un courant constant, le condensateur C continue à se décharger suivant une loi linéaire jusqu'à un temps   t2    où la tension à ses bornes devient nulle.

  A partir de là, le courant   12    continue à décroître pour atteindre la valeur zéro à un temps   t3.    Au temps   t2,    le courant   14,    qui est égal à   
It + I2 vaut I2 puisque It est nul, il décroît donc avec
I2 jusqu'à zéro et reste à cette valeur par la suite. Le    courant   12    restera donc également nul après le temps   t.   



  Le courant   13,    lui, qui est égal à   1M -14    monte entre t2 et   t0    à la valeur   1M    et s'y maintient. Quant au courant   1o    de ligne, qui est égal à   1i    -   jt,    il a pris la valeur -   1M    au temps t2 puisque   li    = 0 et il la conserve. Le moteur renvoie donc de l'énergie à la ligne, ce qui le freine et cette énergie est empruntée à celle qui est accumulée dans la self   Ls;    ce processus de récupération durera jus   qu'à    ce que   l'on    allume Th1 à un instant t4.

  A ce moment, on réalimente le moteur et on recharge le condensateur C par un courant I2 évoluant suivant une sinu   soïde;    le courant   I,    reprend la valeur   11f    et le courant   1o    qui est égal à   IM-I1,    avec Il   = IM -I2,    devient donc égal, à partir de cet instant, à   -12;    dès que le condensateur C est chargé à sa tension maximum, le courant I s'annule de même que le courant   1o    fourni par la caténaire.

  L'énergie mécanique du moteur a été convertie en énergie électrique, et transmise à la self   L8    qui constitue un réservoir d'énergie d'où sont prélevées des quantités vers la caténaire d'autant plus grandes que l'instant d'allumage de   Thj    est plus éloigné dans le temps de celui de   Th2;    c'est donc, en supposant que le rythme d'amorçage de   Th2    se fasse à fréquence constante, la phase des impulsions d'amorçage de   Thug,    de même fréquence évidemment, qui règle l'intensité moyenne du courant de récupération et, par conséquent, celle du couple de freinage.



   Le renvoi d'énergie à la caténaire peut, dans certains cas, faire monter la tension de celle-ci à des valeurs prohibitives; on peut alors réaliser un freinage mixte en renvoyant seulement une partie de l'énergie à la caténaire, le reste étant dissipé dans une résistance. Le schéma correspondant est montré à la fig. 3 et ne diffère de celui de la fig. 1 que par l'adjonction d'une résistance Rf en série avec un thyristor   Th6    dont l'ensemble est branché entre la caténaire et le point commun à la diode D4 et à la self Ls. On allume le thyristor   Th6    à un temps tr réglable, intermédiaire entre les instants d'allumage des thyristors   Th2    et Th,.

  La fig. 4 montre l'évolution dans le temps des diverses grandeurs électriques.   I1    est évident que cette évolution restera la même que celle de la fig. 2 tant que le thyristor   Th6    ne sera pas amorcé. A l'instant   où où a lieu cet amorçage, le courant IN se ferme par la    résistance Rf au lieu d'être renvoyé vers la caténaire et y produit une dissipation d'énergie en chaleur; la tension fournie par la self   Ls    au circuit de freinage est en effet égale à Rf I6 =   Rf Iff.    Comme   11f    est constant, en choisissant la résistance Rf suffisamment petite, cette tension est inférieure à celle de la caténaire et ne peut y envoyer aucun courant.

  Le courant   16    continue à circuler jusqu'à l'amorçage de   Thl    au temps t4. A ce moment, Il qui était nul, prend la valeur   Ih,    et le courant cesse dans Rf d'où reblocage de   Th6    et tout continue comme expliqué précédemment. On voit qu'ici l'énergie dissipée dans la résistance sera d'autant plus grande, c'est-à-dire l'énergie renvoyée à la caténaire sera d'autant plus faible que l'amorçage de   Th6    suivra de plus près celui de   Th2;    le réglage de la phase des impulsions d'allumage de   Th6    permet donc de limiter la montée en tension de la caténaire lors du freinage tandis que le réglage de la phase des impulsions de déblocage de   Thl    agit sur le couple de freinage. 

  Dans les cas où aucune récupération d'énergie n'est possible par la caténaire, on en arrive à débloquer   Thss    en même temps que Th2, ce qui revient à la remplacer par un court-circuit; on obtient, dans ce dernier cas, un freinage purement rhéostatique et le couple de freinage se règle, comme dans le cas de la récupération, par la phase des impulsions de déblocage de   Th,

Claims

REVENDICATION Dispositif de réglage du courant d'alimentation et de freinage électrique d'au moins un moteur de traction à courant continu, caractérisé en ce qu'il comprend deux ensembles (Th1, D1; Th2, D2) composés chacun au moins d'un thyristor et d'une diode montés en antiparallèle, les cathodes des thyristors (Thj, Th2) des deux ensembles étant reliées l'une à l'autre et leurs anodes raccordées respectivement au pôle positif de la source d'alimentation et, par l'intermédiaire d'un circuit oscillant série (L, C), au pôle négatif de cette source, le point commun aux cathodes de ces thyristors (Tht, Tu étant, d'autre part, raccordé, à travers une diode (D4), à la cathode d'une autre diode (D3) dont l'anode est connectée au pôle négatif de la source,

la cathode de cette dernière diode (D3) étant raccordée, à travers une self de lissage (Ls), à l'une des bornes de l'induit (M) du ou des moteurs de traction dont l'autre borne peut être connectée, par l'intermédiaire d'un commutateur (K), soit au pôle négatif de la source dans le cas de l'alimentation du ou des moteurs en courant de traction, soit au pôle positif de cette source dans le cas du freinage, des moyens étant prévus pour inverser la polarité de la force électromotrice du ou des moteurs fonctionnant en générateurs et pour régler la phase relative des impulsions d'allumage des différents thyristors.

SOUS-REVENDICATION Dispositif suivant la revendication, caractérisé en ce que le pôle positif de la source d'alimentation est raccordé, à travers une résistance (Rf) et un thyristor auxiliaire (Th6) connectés en série, au point commun aux cathodes des diodes (D3, D4) et à la self de lissage (LS), des moyens étant prévus pour régler la phase des impulsions d'allumage de ce thyristor auxiliaire (Tii6) par rapport à celle des impulsions d'allumage des deux autres thyristors (Tht, Th2).