Equipement de traction électrique à courant continu. L'invention se rapporte a un équipement de traction électrique à courant continu, per mettant l'auto-réglage de la puissance apri-> démarrage, ainsi que le freinage électrique par récupération.
Oit sait qu'avec les moteurs série, la puis sance diminue < < mesure que la vitesse aug mente. C'est donc à la fiii du démarrage sur résistances, alors que la vitesse est peu élevée, que la puissance fournie à l'équipement atteint son maximum. Or, on aurait souvent intérêt maintenir jusqu'aux plus grandes vitesses la puissance maximum pour laquelle les moteurs sont établis.
On bénéficierait ainsi d'une accélération plus rapide et on pourrait, toutes autres choses égales, réaliser un gain sensible sur l'horaire.
Dans ce but, on pourrait employer le shuntage des inducteurs des moteurs par degrés successifs, mais ce procédé. conduit à une complication dans la inan < euvre et doiiiie lieu à des à-coups dans le courant.
A cet égard, l'invention fournit en premier lieu un moyen de maintenir la pleine puis- sauce par un autoréglage continu de l'exci tation à mesure que la vitesse augmente.
En second lieu, elle permet de réaliser le freinage électrique par récupération dans les mêmes conditions d'auto-réglage et les moyens mis en -euvre donnent, à. chaque instant, la possibilité de passer de la marche en moteur à la marche en freinage et de maintenir à peu près constante la puissance de freinage par titi renforcement continu de l'excitation à mesure que la vitesse diminue.
Pour la réalisation de ce double objet, on emploie un équipement avec une excitatrice destinée à alimenter les inducteurs du ou des moteurs principaux ou de traction pendant la période de freinage.
Cet excitatrice est pourvue d'une excita tion telle que le courant fourni à chaque instant par cette excitratrice aux inducteurs du ou des moteurs principaux subit une va riation correspondant à celle de la vitesse pendant que le courant d'induit de ces moteurs principaux reste i,. peu prie constant. Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'invention.
Dans la fig. 1 du dessin annexé <B>A</B>' et 1= sont les induits des deux moteurs d'un équiqement de traction. .B1 et B - sont leurs inducteurs connectés avec l'induit C de l'excitatrice laquelle est pourvue d'une triple excitation 1 Une exitation D en série avec. son in duit, 2 une excitation L traversée par le cou rant principal de traction, <B>go</B> une excitation constante<B>P</B> connectée aux bornes du réseau, par exemple.
Si on admet que l'excitatrice supposée à vitesse constante travaille sur la partie droite de sa caractéristique et que l'inducteur série D soit presque suffisant pour lui fournir l'exitation nécessaire, de sorte qu'une petite variation de l'excitation de l'excitatrice pro duite par l'enroulement B entraîne une grande variation du courant d'excitation des moteurs principaux et pour toutes les vitesses des moteurs principaux.
Ils s'ensuit que les deux enroulements T et F devront donner des ampères-tours presque égaux ét opposés et cela restera vrai pour tous les régimes de l'excitation eu dessous des régimes de satu ration.
On réalise donc de cette façon un auto réglage à puissance constante et vitesse va riable.
Il y a nécessité à prévoir l'inducteur D sensiblement en dessous de la limite cor respondant à l'auto-excitation sinon on s'ex poserait à des inversions dangereuses de polarité.
Pour freiner, on inverse l'excitation en fil fin F.
La réaction d'induit de l'excitation, dont on a négligé les effets dans ce qui précède, a pour effets de diminuer les ampères-tours de l'enroulement D, ce qui augmente les effets de la saturation de l'excitatrice.
l'ar conséquent en pratique, avec l'exci- tatricc représentée par la fig. 1, le courant principal ne pourra pas toujours être main tenu constant autant qu'il serait convenable. On obtiendra un meilleur résultat en adoptant l'excitatrice spéciale représentée, à titre d'exemple, dans la fig. 2 dit dessin.
L'excitatrice étant entraînée par un petit moteur branché sur le réseau de traction, moteur dont le courant obsorbé est toujours de même sens et varie sensiblement comme le carré du courant débité par l'excitatrice, on substitue à l'inducteur série D de la pr(:- c.édente excitatrice un inducteur C traversé par le courant alimentant le moteur qui en traîne l'excitatrice ;
ce moteur. qui peut é tre à excitation shunt, série ou compound, est représenté par son indult H et son induc teur shunt I.
L'excitatrice C est en outre pourvue des inducteurs s et F.
Les connexions de l'inducteur (t et de l'inducteur E sont maintenues les mêmes en marche et au freinage; elles sont telles que pour la marche ces deux excitations agissent. dans le même sens et par suite en sens opposé au freinage; quant à l'excitation constante en fil fin F, elle doit toujours être de sens con traire à celle de l'inducteur E traversé par le courant principal ; elle sera donc inversée quand on voudra passer du régime de marche au régime de freinage.
En fig. 2, les flèches indiquent pour le régime de marche les sens respectifs des champs magnétiques créés par les trois exci tations ; en fig. 3, les sens des champs sont indiqués pour le régime de freinage.
Le fonctionnement sera compris avec: l'aide de la fig. 4 représentant les caracté ristiques de l'excitatrice.
Les ordonnées de la courbe h mesurent les volts d'excitation et eu même temps. à une autre échelle, les ampères-tours d'excita tion des moteurs principaux ; les abscisses sont les ampères-tours résultants pour l'exci tation de l'excitatrice.
Comme les ampères-tours de l'inducteur sont proportionnels â la puissance de l'exci- tatrice, c'est-à-dire au carré du courant débité par son induit, ces ampères-tours se mesurent par les abscisses d'une courbe i, abscisses proportioiiilelles au carré des ordonnées ;
on choisira le nombre de spires <B>(le</B> G de telle façon que cette courbe se rapproche de la caractéristique h tout en restant légèrement en dehors, afin que le réglage ait lieu dans le bon sens.
A urne certaine vitesse, le courant d'exci tation du moteur principal est mesuré par l'ordonnée d'un point ni sur la courbe<I>h.</I> On trouve de la façon suivante le courant d'in duit qui lui correspond : à partir d'un point K tel que la longueur<I>OK</I> mesure les ampères tours de l'excitation constante F, on trace la courbe<I>K i'</I> parallèle à, <I>0 i ;</I> les ampères tours de l'inducteur E seront évidemment mesurés par la distance m n, entre la carac téristique<I>0</I> h. et la parallèle<I>K</I> i.' <I>;
</I> en effet (j m <I>=<B>ni</B></I> ii -f <I>-</I> q <I>2) -</I> P ii.
@@ m est l'excitation totale de l'excitatrice, i i@, (j 2), 1) u sont respectivement les trois excitations partielles des inducteurs E G et F.
Pour nue autre vitesse, on a tu) autre régime d'excitation défini par un point M'' auquel correspond un courant principal d''induit me suré par m' le'. II apparaît donc que le cou rant principal reste -t peu près constant mal gré de grandes variations du courant d'exci tation, ou autrement dit, de la vitesse:
le régime est. stable si l'écart 1) lia augmente toujours avec les volts d'excitation, car, dans ce cas, toute variation du courant d'induit produit une variation dans le méme sens du courant inducteur qui tend à rétablir l'équi libre.
Pour freiner, il suffit d'inversei# l'excitation F en fil fin sans modifier les autres circuits, voir fig. 3; on détermine par cette simple manoeuvre l'inversion du courant d'induit, c'est-à-dire le freinage sans modifier le régime d'excitation.
De même que pour la marche, le courant < le freinage restera à peu près constant pour des variations très étendues du régime d'exci tation ; autrement dit, le freinage se maintient sensiblement à puissance constante entre de grandes limites de variations de la vitesse.
Ce courant de freinage est mesuré, voir fig. 5 du dessin, par l'abscisse rit, <B>il,</B> entre la ca ractéristique et unie courbe Ki i'i tracée pa- rallèleinent <I>à 0 i</I> d'ttti point Ki tel que (l Ki mesure les ampères-tours de l'inducteur F De même que pour la marche, le régime de freinage est absolument stable, car toute ten dance à l'augmentation du courant de frei nage s'accompagne d'une diminution de la tension d'excitation qui tend à rétablir l'équi libre.
Le passage du plein régime de marche au plein régime de freinage peut sans incon vénient se faire par l'inversion brusque de l'inducteur F, mais on peut aussi avoir des crans de transition avec excitation constante Fréduite, c'est-à-dire qu'on peut avoir plusieurs régimes à puissance constante par le réglage de l'excitation F.
Si on voulait réaliser d'une façon plus complète l'auto-régulation à. puissance cons tante, il serait loisible de munir l'excitatrice de la fig. '? d'une quatrième excitation par le courant d'excitation des moteurs principaux.
Le système se concilie sans difficulté avec les couplages en série et en parallèle employés habituellement dans les équipements ordinaires à deux ou quatre moteurs. En particulier art freinage, après avoir freiné en couplage parallèle, on peut continuer le frei nage en couplage série et récupérer ainsi la presque totalité de force vive du train.
Au point de vue des manaetivres, la com binaison des dispositifs spéciaux décrits pré- cédeirinient, avec un équipement de traction électrique quelconque, est facile à réaliser. On pourra faire usage, soit d'un manipulateur spécial supplémentaire, soit d'un manipula teur unique réalisant les connexions de Péqui- peinent ordinaire et de sa combinaison avec l'excitatrice.
En cas d'avaries, ou pour toute autre rai son, on se réservera la possibilité, par une simple manaeuvre de commutateur, de mettre hors circuit les dispositifs accessoires et de rétablir les connexions de l'équipement ordi naire.
La manette qui commandera le freinage électrique par récupération, sera, de préférence, combinée avec la manette commandant le frein à air, de telle sorte que toutes les manoeuvres de freinage puisent être opérées avec une manette unique.