Equipage moteur électrique. L'invention a pour objet un équipage moteur électrique comprenant une dynamo principale et une dynamo régulatrice dont la force électromotrice croit avec la vitesse de la dynamo principale, caractérisé en ce que la dynamo principale présente un enroule ment d'excitation indépendant du circuit d'in duit, dans lequel le courant est produit par des actions combinées dé la tension clé ligne et de la force électromotrice dé la dynamo ré gulatrice, l'action de cette force électro motrice s'opposant, au moins en régime normal de l'équipage moteur, à l'action de la tension clé la ligne.
Des équipages moteurs de ce genre réunissant les avantages des moteurs en série avec ceux des moteurs en dérivation peu vent être utilement employés pour l'action- nement de véhicules, engins élévateurs etc.
Le dessin annexé représente schémati quement différentes formes d'exécution de l'objet clé l'invention, données à titre d'exemples.
La fig. 1 est une élévation d'une première forme d'exécution, qui montre les contours d'une machine comprenant une dynamo principale munie, selon l'invention, d'une dynamo régulatrice, ainsi que la liaison de commande de ces deux dynamos; La fig. 2 en est un schéma des con nexions électriques; La fig. 3 est un diagramme représentant certaines caractéristiques de fonctionnement de cette forme d'exécution de l'appareil; Fig. 4, 5, 6, 7 et 8 sont des schémas sem blables à la fig. 2, rsprésentant différentes variantes des connexions électriques de cette forme; Fig. 9 est une vue de côté d'une deuxième forme d'exécution de l'objet de l'inven tion; Fig. 10 est un schéma, semblable à la fig. 2, de connexions électriques applicables à cette deuxième forme;
Fig. 11 est une vue schématique d'une troisième forme d'exécution dans laquelle les moyens de réglage -employés dans les deux formes précédentes sont combinés; Enfin fig. 12 est un diagramme analogue à la fig. 3 se rapportant à cette troisième forme. Dans la première forme (représentée aux fig. 1 et 2), 15 désigne la dynamo principale destinée à actionner, par exemple, un véhi cule. Cette dynamo est munie d'un arbre d'induit 16 sur l'une des extrémités duquel est fixée une roue dentée 17 qui actionne l'arbre de commande du véhicule.
Sur l'extrémité du carter de la dynamo est montée une petite dynamo 18 qu'on ap pellera dans la suite "dynamo régulatrice", dans le but de la distinguer de la dynamo principale 15. Cette dynamo ré gulatrice 18 est commandé à une vitesse proportionnelle à celle de l'arbre de l'induit 16 au moyen d'une roue dentée 20 calée sur son arbre 21 qui engrène avec une roue dentée 19 calée sur l'arbre de l'induit 16. Le rapport de ces deux vitesses est donné par le rapport d'engrenage des roues 19 et 20.
En se repartant au schéma des connexions électriques représenté fig. 2, on voit que l'in duit de la dynamo 15 est relié directement aux lignes principales 22 et 23 par les con ducteurs 25 et 24 et que ce dernier est pour vu d'une résistance de mise en marche re liée en série S, et d'un interrupteur 24' qui commande le circuit de la dynamo 15, c'est-à-dire le circuit 23, 24, 15, 25, 22. A cet interrupteur est reliée l'une des extrémités de l'enroulement de champ en dérivation 26 de la dynamo 15, dont l'autre extrémité est reliée par un conducteur 27 à une borne de la dynamo régulatrice 18. L'autre borne de cette dernière est reliée par un conducteur 28' au conducteur 25. L'enroulement de champ 26 est relié à l'induit de la dynamo régulatrice 18 en série, tandis, qu'il est relié à l'induit de la dynamo 15 en dérivation.
L'enroulement de champ 28 de la dynamo régulatrice 18 est relié à l'enroulement de champ en dérivation 26 par des conducteurs 29 et 30 avec lesquels les enroulements 26 et 28 forment un circuit fermé. Un rhéostat ré glable 31 est intercalé dans ce circuit. La dynamo régulatrice 18 est reliée à l'enroule ment de champ en dérivation 26 de telle manière que sa tension agit sur ledit enrou- lement en sens inverse de la tension qui règne entre les fils de ligne 22 et 23. Pour obtenir un bon démarrage il est avanta geux que l'équipage moteur présente des caractères analogues à ceux d'un moteur en série en ce qui concerne l'effort de dé marrage, ainsi que l'accélération rapide du véhicule. On verra que les équipages mo teurs décrits satisfont à cette condition.
Pour la mise en marche du véhicule sur lequel est montée la dynamo, on manouvre un organe réglable ou curseur 32 du rhéos tat 31 de droite à gauche (fig. 2), afin d'ou vrir le circuit 28, 30, 26, 29, 31, 28, ce qui réduit à zéro l'excitation de la dynamo ré gulatrice 18 et abaisse sa tension à son mi nimum. La résistance de mise en marche S étant intercalée entre l'interrupteur 24' et l'induit de la dynamo 15, on ferme alors l'in terrupteur 24', de manière que la tension de la ligne, réduite par la résistance de mise en marche S, est dérivée sur les bornes de la dynamo 15, tandis que cette tension agit sans réduction sensible sur l'enroulement de champ 26 de cette dynamo.
L'induit de la dynamo 15 étant au repos, un courant de haute intensité le traverse, et l'induit de la dynamo régulatrice 18 étant également au repos, il ne peut pas se produire de force électromotrice capable de s'opposer au pas sage du courant dans l'enroulement 26 du shunt et, par conséquent, celui-ci est tra versé par un courant d'intensité maximum. Grâce à ces courants de haute intensité tra versant l'induit et l'enroulement de champ de la dynamo 15, il se développe un grand effort de mise en marche qui fait tourner l'induit de la dynamo 15.
Si la dynamo ré gulatrice 18 n'était pas prévue, la vitesse de cet induit serait limitée par le fort courant d'excitation qui ne cesserait de parcourir l'enroulement de champ 26, tandis que, la dynamo 18 étant embrayée avec la dynamo 15 et leurs induits tournant à des vitesses proportionnelles, si l'opérateur, après avoir fermé l'interrupteur 2ti et avoir ainsi mis en marche la dynamo 15 comme moteur, commence tout de suite à déplacer le con- tact 32 du rhéostat vers la droite, la résis tance du rhéostat 31 étant mise graduelle ment hors circuit, l'intensité du champ de la dynamo régulatrice 18 augmente progres sivement. Puisqu'en même temps la vitesse de l'induit de la dynamo régulatrice 18 augmente aussi progressivement, la tension de cette dynamo remonte à une allure ra pide.
Comme cette tension est opposée à celle du champ 26 dé la dynamo 15, l'inten sité de celui-ci décroît avec une grande ra pidité. II en résulte que la vitesse de l'in duit 15 arrive rapidement à une valeur beaucoup plus grande que si la dynamo 18 n'intervenait pas. En réalité la courbe d'ac célération de la dynamo fonctionnant comme moteur, dans les conditions décrites ci-dessus, pourra être semblable à celle d'un moteur en série. Il est évident que le degré dé l'accélération dépend du déplacement du contact mobile 32 vers la droite.
Lorsque toute la résistance du rhéostat 31 sera mise hors circuit, la différence entre la tension de ligne et la force électromo trice de la dynamo 18 déterminera, dans l'enroulement de champ 26, le courant né cessaire pour faire tourner l'induit de la dynamo 15 à la vitesse maximum désirée.
Pour diminuer la vitesse d'un véhicule ou pour l'arrêter, on déplace le contact mo bile 32 vers la gauche, de façon à intercaler en partie ou complètement dans le circuit la résistance du rhéostat, selon le degré de frei nage désiré. On détermine ainsi un abaisse ment du courant qui traverse le champ 28, et l'on diminue de façon correspondante le voltage créé par la dynamo régulatrice 18. lie courant qui traverse le champ 26 aug mente immédiatement déterminant ainsi une augmentation de la saturation du champ dé la dynamo 15. Cette dernière cesse alors de fonctionner comme moteur et commence à fonctionner comme génératrice, l'inertie du véhicule fournissant l'énergie nécessaire pour commander la dynamo comme génératrice.
L'énergie livrée à la ligne par la dynamo 15 devant être fournie par l'inertie du véhicule, la vitesse de l'in duit de cette dynamo et, par conséquent, celle du véhicule, diminuent jusqu'à ce que le voltage dé cette dynamo soit égal ou légèrement inférieur à celui de la ligne; dans ce dernier cas, elle agit de nouveau comme moteur et continue à commander le véhicule à vitesse réduite.
En ouvrant complètement le circuit du champ 28, on réduit le voltage de la dynamo régulatrice pratiquement à zéro et toute la tension de la ligne agit sur l'enroulement de champ en dérivation 26, la vitesse de la dynamo 15 et, par suite, celle du véhicule, se trouvant ainsi réduite à la vitesse pour laquelle la dynamo principale, avec son champ en pleine excitation, engendre un voltage légèrement inférieur à celui de la ligne. Pour déterminer l'arrêt complet du véhicule, on peut employer un mécanisme de freinage, monté sur le véhicule, d'un genre quelconque.
On peut donner aux différents éléments du rhéostat 31 des résistances telles que le changement de vitesse de la dynamo 15, dé terminé par le déplacement du contact mo bile 32, puisse être réglé par graduations im perceptibles.
La série de tourbes, dont il va être ques tion maintenant, montre certaines caractéris tiques du fonctionnement de la dynamo 15.
Sur la fig. 3, les courbes A, B et C mon trent les changements de vitesse de la dynamo principale, obtenus par le change ment du voltage appliqué aux bornes de l'enroulement shunt du moteur. La courbe B indique les vitesses à vide, c'est-à-dire avec un courant d'induit égal à zéro. Cette courbe a été obtenue en commandant la dy namo principale, sous tension constante, à des vitesses telles que le courant de l'induit soit réduit à zéro. La courbe A représente la, vitesse de la, dynamo 15 fonctionnant comme moteur pendant que son induit est parcouru par le courant .de pleine charge, avec des potentiels différents aux bornes de son en- roulement shunt, et la courbe C indique la vitesse de la dynamo 15 fonctionnant à pleine charge comme génératrice.
Les lignes Ye à Yk correspondent aux différentes posi tions du rhéostat 31 et indiquent par leurs ordonnées par rapport à l'axe Yd, les ten sions développées par la dynamo régula trice 18 et par leurs ordonnées par rapport à l'axe OX les tensions disponibles aux bornes de l'enroulement de champ 26, la distance qui sépare l'axe Yd de l'axe 0X étant une mesure du voltage de la ligne 22, 23. Les distances entre les intersections des courbes A, B et C avec les lignes Ye, Yf etc., et l'axe 0 - x mesurent ainsi lés vol tages appliqués réellement aux bornes de l'enroulement de champ shunt de la dyna mo 15, tandis que les distances entre ces mêmes intersections et la ligne Y-d mesu rent les voltages développés par la dynamo régulatrice.
Lorsque le rhéostat est dans une position correspondant à la ligne Y-e, la vitesse du moteur sans charge, ou plutôt avec un courant d'induit égal à zéro, est d'environ 560 R. P. M. Lorsque la charge du moteur augmente, la vitesse diminue progressivement jusqu'à ce que, le moteur portant un courant de pleine charge, sa vitesse retombe suivant la ligne Y-e, jusqu'à l'intersection de cette ligne avec la courbe de pleine charge A, qui est à peu près à 450 R. P. M. Si l'on suppose que le véhicule actionné par le moteur par court à la descenete un plan incliné, la vi tesse progressera suivant la ligne Y-e, par exemple, jusqu'à l'intersection de cette ligne avec la ligne C, et déterminera, dans ce cas, un courant de freinage de pleine charge.
De la même manière, la vitesse de la dynamo principale pour une position donnée quel conque du rhéostat peut être déterminée par les points d'intersection des lignes re présentant les différentes positions du rhéos tat avec les courbes A, B et C. En dépla çant le rhéostat du point correspondant à la ligne Y-j vers le point correspondant à la ligne Y-d, on pourra produire tout de gré de freinage voulu. Si l'on déplaçait le rhéostat de la première position indiquée à la dernière mentionnée trop rapidement, le cou rant de freinage développé pourrait dépas ser le courant de pleine charge de la dyna mo principale 15 et endommager ainsi l'in duit de celle-ci.
Mais si on déplace le rhéostat vers la po sition indiquée par la ligne Y-d avec la vi tesse convenable, la dynamo 15 fonction nera comme générateur en pleine charge, renvoyant à la ligne l'énergie de freinage. La marche de la dynamo 15 passera ainsi de sa vitesse maximum à sa vitesse mini mum indiquée par l'intersection de la ligne Y-d et de la courbe C. Les lignes re présentant les différentes positions du rhéos tat coupent les courbes A, B et C et ne les coupent qu'une fois dans la partie utili sée du diagramme.
Ce point est très impor tant car, si l'une quelconque des lignes re présentant les positions du rhéostat coupait deux fois la même courbe, il y aurait aussi une position du rhéostat dont la ligne re présentative serait tangente à la courbe, comprise entre A et B, correspondant à la charge effective de l'équipage moteur, et tout déplacement ultérieur du rhéostat, pour produire une plus grande vitesse, pro voquerait l'instabilité de la vitesse du mo teur. Celle-ci augmenterait rapidement, l'é quipage moteur prenant de plus en plus de courant, jusqu'à ce que le moteur soit brûlé ou éclate par suite de sa trop grande vitesse.
Un autre caractère important de l'inven tion réside dans ce fait que la tension aux bornes de l'enroulement de champ de la dynamo principale croît lorsque la vitesse de celle-ci diminue, ce qui a lieu, dans le cas dont il a été question ici, lorsque la charge du moteur augmente. C'est ce que montrent les courbes représentées sur la fig. 3. Prenons, par exemple, la. ligne 1'-i; la vitesse maximum du moteur correspon dant à cetto position du rhéostat à vide, la- quelle est à peu prés indiquée par l'inter section de cette ligne avec la ligne B, est d'environ 1270 R. P. M., et à cette vitesse la tension de l'enroulement shunt du moteur est approximativement de 66 volts.
Lorsque la charge augmente, la vitesse retombe sui vant la ligne Y-i jusqu'à ce que la charge ait atteint son maximum, quand sa vitesse sert, revenue à peu près à 600 R. P. M. A cette vitesse, la tension aux bornes de champ du moteur est d'environ 118 volts. En d'au tre termes, en passant d'une vitesse de charge minimum de 1270 à une vitesse de charge maximum de 600, le voltage aux bornes de champ du moteur a presque doublé.
La tension que doit développer la dyna mo régulatrice pour faire tourner le moteur, sous une charge donnée quelconque, à des vitesses croissantes, doit augmenter d'abord beaucoup plus rapidement que la vitesse du moteur. Ceci apparaît clairement par l'exa men de la courbe A. Sous une charge maxi mum, tandis que la vitesse augmente, par exemple de 500 R. P. M. à 800 R. P. M., le voltage de la dynamo régulatrice doit aug menter à peu près de 50 à 121 volts. L'aug mentation de vitesse est de 60 %, tandis que l'augmentation de la tension de ladite dy namo doit être de 142 %.
D'autre part, si l'on se reporte encore à la courbe de charge maximum, pour, que la vitesse du moteur s'élève de 1000 R. P. M. à 1600 R. P. M., ce qui donne une augmen tation do vitesse de 60 %, la tension de la dynamo régulatrice doit augmenter de 142 à 170 volts, soit une augmentation de vol tage de 19.7 %.
Il s'en suit que, tandis que la vitesse du moteur croît de 60 %, le voltage de la dy namo régulatrice ne doit augmenter que de 19,7%.
Le voltage de ladite dynamo doit aug menter plus rapidement que sa vitesse, jus qu'à ce que le point de contact d'une tan gente menée du point Y à là courbe C soit atteint (dans le cas particulier à peu près à 700 R. P. M.). A cette vitesse, pour une va riation infinitésimale de la vitesse, le champ de la dynamo n'aurait pas besoin d'être changé, puisque le voltage de la dy namo doit augmenter dans la même pro portion que sa vitesse. Au delà de ce point, le voltage de la dynamo doit augmenter moins rapidement que sa vitesse. Puisque le voltage de la dynamo est proportionnel au produit de sa vitesse et de l'intensité de son champ, le champ de la dynamo devra dé croître graduellement à partir de ce point.
Par suite, pour donner toute la série de vitesses du moteur, il faut que le champ de la dynamo augmente jusqu'à un certain point, puis qu'il diminue pour tout augmen tation de vitesse supplémentaire. Ce résul tat est obtenu, dans la disposition fig. 2, du fait que la dynamo régulatrice est pourvue d'un enroulement de champ, dans le circuit duquel est compris un rhéostat et qui est relié en parallèle à l'enroulement de champ shunt de la dynamo principale.
Grâce à cette disposition, la diminution progressive de l'intensité du champ de la dynamo est obtenue automatiquement, car aux vitesses supérieures, le voltage du circuit du champ de la dynamo tombe par suite du fait que le courant, qui passe par le champ du moteur, diminue et que, par conséquent, l'intensité du champ de la dynamo diminue en fait, malgré la diminution ultérieure de la résis tance du rhéostat. Par le réglage de celui- ci l'on obtient ainsi toutes les vitesses vou lues, pour toutes les valeurs du courant de charge.
Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, il y a un point auquel il n'y a pas de changement dans l'intensité du champ de la dynamo ou auquel ce champ cesse de progresser. Nous allons déterminer cette vitesse pour le cas de la marche à vide, en négligeant les effets des variations de la perméabilité magné tique, la courbe analogue .à la courbe B de venant alors une hyperbole :équilatère.
Selon une propriété ,bien connue de cette courbe l'ordonnée du point de contact de la tangente menée du point Y à la courbe est la moitié de l'ordonnée de ce dernier point. En d'autres termes, le champ Lie la dyna mo atteint sa valeur maximum lorsque le voltage aux bornes du champ du moteur est égal à la moitié de celui de la ligne.
La vitesse correspondante de la dynamo principale est indépendante du type de la dynamo régulatrice ainsi que du rapport des vitesses de la dynamo principale et de la dynamo regulatrice; elle est égale (tou jours dans le cas de l'hyperbole équilatère) au double de la vitesse minimum de la dynamo principale.
Grâce aux moyens employés pour faire décroître le champ de la dynamo régula trice après que la dynamo principale a at teint la vitesse déterminée ci-dessus, on peut augmenter d'une façon considérable le champ des vitesses utilisables de la dynamo principale. Si ces moyens n'étaient pas em ployés, si par exemple la dynamo régula trice était excitée en dérivation sur la ligne, la vitesse maximum serait atteinte lorsque le champ de la dynamo régulatrice attein drait sa valeur maximum.
Comme on l'a dit tout à l'heure, si l'on n'a prévu aucun moyen susceptible de faire décroître le champ de la dynamo après due la vitesse correspondant au champ maxi mum a été atteinte, l'augmentation maxi mum de vitesse qu'il est possible de réaliser pour la dynamo principale avec dynamo régulatrice de type quelconque et indépen damment du rapport de leurs vitesses, la réluctance du champ magnétique de la dy namo principale étant supposée constante, est de 100 pour cent. En réalité, on ne pour rait pas même obtenir cette augmentation. Ce chiffre est réduit de façon sérieuse par la saturation du circuit magnétique de la dynamo principale, sa réaction d'induit et la chute ohmique dans cet induit.
L'examen des courbes A, B et C de la fig. 3 fait découvrir ce fait que toute modi fication de la charge depuis la courbe de courant 0, soit vers la courbe A, soit. vers la courbe C, est accompagnée d'un change- ment de vitesse, c'est-à-dire, par exemple que, si la charge mécanique sur la dynamo principale agissant comme moteur aug mente depuis son minimum, la vitesse du moteur décroît avec l'augmentation de charge. Cette diminution de vitesse se pro duit le long des lignes d à k inclus, selon la position de réglage du rhéostat. Pour obtenir une caractéristique de fonctionne ment de même nature que celle d'un mo teur en série, il faut que le champ du mo teur augmente pendant que la vitesse dimi nue.
On voit par la fie. 3 que, dans la dis position décrite et à toutes les positions de réglage du rhéostat, le voltage du champ du moteur augmente avec une augmentation de charge ou une diminution de vitesse. Le total de cette augmentation de voltage aux bornes du champ du moteur est déterminé par l'inclinaison des lignes d à k inclus, par rapport, aux courbes A, B et C, et par les distances entre les courbes A et B et C. Si la distance entre les courbes A et B dimi nuait, il serait nécessaire, pour déterminer une même augmentation de voltage aux bor nes de champ du moteur, d'augmenter d'une façon correspondante l'inclinaison des lignes d à k inclus, c'est-à-dire que ces lignes de vraient faire avec les courbes A, B et C des angles d'autant plus petits.
Comme ladite inclinaison ne peut pas être variée à vo lonté, il y a lieu de prévoir des moyens pour augmenter l'écart entre les lignes A, B et C. Dans l'appareil qui vient d'être décrit, ces moyens sont constitués par la résistance de l'induit, laquelle - comme dans le cas d'un moteur en dérivation quelconque - fait va rier la force contre-électromotrice à déve lopper par l'induit lorsque la charge varie et, par suite, détermine une diminution ou une augmentation de vitesse suivant qu'il y a une augmentation ou une diminution de charge. Il sera parfois peu avantageux de don ner à la résistance .de l'induit une valeur suffisante pour obtenir la réduction de vi tesse qui vient d'être indiquée, car il en ré- sulterait des pertes excessives dans l'in duit.
Pour obtenir le même résultat et sup primer en même temps cet inconvénient, on munit la dynamo 15 d'un enroulement de champ en série 40 (fig. 4) connecté de ma nière à aider l'enroulement de champ 26 du shunt. Cet enroulement de champ, tout en possédant un nombre de tours relativement restreint, présente le nombre d'ampères-tours voulu pour réduire, clans la mesure dé sirée, la vitesse sous charge.
Il est avantageux de munir la dynamo 15 d'un enroulement de champ de commu tation et cet enroulement est représenté en 41. Il permet d'augmenter considérable ment le champ des vitesses sans production d'étincelles nuisibles aux balais. Suivant ce que l'on a dit jusqu'ici la vi tesse de marche minimum du moteur est obtenue en ouvrant complètement le circuit de champ de la dynamo régulatrice 13. Dans ces conditions, la dynamo 18 développera encore un faible voltage dû au magnétisme rémanent de son champ; il se produit en outre une chute de tension par la résistance de l'induit de la dynamo régulatrice, résul tant des courants d'intensité relativement élevée, qui passent par l'enroulement de champ du shunt de la dynamo motrice 15.
Cette faible force électromotrice et la dite chute de tension réduisent la dif férence de potentiel qui détermine le courant dans l'enroulement de champ du shunt 26 de la dynamo 15 et li mitent ainsi, dans une certaine mesure. la vitesse minimum de cette dynamo. Pour augmenter le voltage imprimé à l'enroule ment de champ 26 du shunt et forcer ainsi le moteur à tourner à une vitesse inférieure, on munit la dynamo régulatrice d'un se cond enroulement de champ 50 (fig. 5) qui est connecté en dérivation avec l'enroule ment de champ du shunt de la dynamo mo trice 15, comme l'enroulement de champ 28 de la dynamo régulatrice, mais qui agit en sens contraire sur son circuit magnétique.
L'enroulement de champ 50 peut être tel qu'à la vitesse minimum de marche du mo teur le flux magnétique inverse, produit dans le circuit de champ de la dynamo ré gulatrice, ait une intensité juste suffisante pour compenser la chute due à la résistance de l'induit. Avant que le courant dans l'en roulement 50 puisse permettre d'obtenir ce, résultat, il doit avoir éliminé naturellement le magnétisme rémanent de la dynamo ré gulatrice. Dans ces conditions, on peut im primer à l'enroûlement de champ 26 le vol tage de ligne et réaliser une vitesse corres pondante du moteur 15.
On peut obtenir une vitesse de marche encore plus faible en don nant aux grandeurs caractéristiques de l'en roulement de champ 50 des valeurs telles qu'il puisse provoquer, non seulement la compensation de tout effet de la dynamo- régulatrice 18, mais déterminer un voltage de sens voulu pour s'ajouter au voltage de la ligne, afin d'imprimer un voltage supé rieur à celui de la ligne sur les bornes de l'enroulement de champ 26.
La fig. 6 montre une variante des mon tages indiqués précédemment, dans laquelle l'enroulement de champ prédominant 28 est relié directement en série avec l'induit de la dynamo régulatrice et avec l'enroulement de champ 26 de la dynamo principale. Dans ce montage, le courant dans l'enroulement de champ prédominant 28 varie propor tionnellement au courant dans l'enroule ment de champ 26, exactement de la même manière que dans le montage en shunt de la fig. 5. Sur cette fig. 6, l'enroulement 50' du champ d'inversion de la dynamo régula trice est relié directement à la ligne.
Dans la présente disposition, le courant de l'enroulement de champ 28 est toujours le même que celui de l'enroulement de champ 26 et le courant de ce dernier enrou lement de champ ne peut pas, naturelle ment, être réduit à zéro. Le flux dans le cir cuit magnétique de la dynamo régulatrice est déterminé par la force magnétomotrice re- sultante des .deux enroulements 28 et 50' et peut être modifié, par suite, par le réglage <B>du</B> rhéostat 31.
La fig. 7 indique un autre montage, grâce auquel le courant de l'enroulement de champ principal 28 de la dynamo régula trice change, comme dans les schémas dé crits proportionnellement au courant qui parcourt l'enroulement de champ 26 de la dynamo principale, le rapport des deux en roulements pouvant être réglé à volonté. Dans le cas de cette figure, l'enroulement de champ principal 28 de la dynamo régula trice est relié en série à l'induit de la dy namo régulatrice et à l'enroulement de champ 26 du shunt de la dynamo princi pale. Le rapport du courant de l'enroule ment clé champ 28 à celui de l'enroulement 26 peut être réglé à l'aide clé rhéostat 31, qui est relié en parallèle, ainsi que cela est représenté, avec l'enroulement de champ 28.
Comme on l'a vu, la dynamo 15, fonc tionnant comme moteur, peut être amenée à avoir une vitesse de marche plus faible si l'on emploie un dispositif capable de pro voquer le renversement de polarité de la dynamo régulatrice 18, c'est-à-dire de faire développer par cette dernière une force élec tromotrice de sens voulu pour s'ajouter au voltage de la ligne, afin de donner à la dy namo 15 un champ dé très forte intensité.
La fig. 8 représente un dispositif qui per met d'obtenir ce résultat; dans cette dispo sition, 80 désigne un levier articulé en 81 et portant deux contacts 82 et 83 des deux côtés du point d'articulation 81, ces contacts étant isolés l'un de l'autre.
28 est l'enroulement de champ de la dy namo régulatrice 18 dont les bornes sont reliées aux contacts mobiles 82 et 83 par des conducteurs flexibles 84. Des contacts fixes 85, 85', 86 et 86' font partie du mécanisme permutateur. L'extrémité inférieure du le vier 80 est munie dé deux prolongements 87 et 87' formant cames, disposés pour être ac tionnés par un galet 88 porté par le bras 89 du rhéostat dont les lettres de référence a jusqu'à o désignent les contacts. Les con tacts g à o sont reliés par des éléments dé résistance g' à n'. Les conducteurs a' à e' relient les contacts a à e respectivement aux contacts g à k.
Lorsque le rhéostat 89 est dans la posi tion représentée, le champ de la dynamo ré gulatrice 18 est ouvert et la dynamo motrice fonctionne à peu près à sa vitesse minimum. En déplaçant le bras 89 du rhéostat vers la droite, le galet 88, par son action sur la came 87, fait d'abord osciller le levier 80 dans un sens, afin d'amener le contact mobile 82 contre le contact fixe 85, et le contact mo bile 83 contre le contact fixe 86'. Le mouve ment ultérieur du bras 89 du rhéostat met la résistance hors du circuit du champ 28, ce qui augmente le voltage clé la dynamo régulatrice 18 et augmente également la vitesse du moteur 15.
Si l'on déplace le bras 89 du rhéostat, de la position représentée vers la gauche, il agit d'abord sur la cane 87 pour faire osciller le levier 80, clé manière à amener le contact mobile 82 en contact électrique avec le contact fixe 85' et le con tact mobile 83 avec le contact fixe 86 et, lors d'un mouvement ultérieur du bras 89 vers la gauche, le courant passera par l'enroule ment de champ 28 dans une direction oppo sée à celle dans laquelle il passait lorsque le bras 89 était en contact avec les contacts de droite du rhéostat.
Lorsque le bras du rhéos tat est en contact avec le contact e tous les éléments g' à n' dé la résistance sont en série avec l'enroulement de champ 28, mais lorsqu'on déplace le bras 89 vers la gauche, ces éléments sont successivement mis hors circuit et le courant qui traverse l'enroule ment de champ 28 augmente par suite pro gressivement. Lors de l'inversion du champ 28 la dynamo 18 engendre un potentiel qui s'ajoute au voltage de la ligne pour faire passer un courant dans l'enroulement de clamp 26 et, si l'on continue ce mouvement du bras du rhéostat vers la gauche, on dé termine l'augmentation de ce courant et on diminue la vitesse du moteur 15 de facon correspondante.
Le dispositif qui est représenté en fig. 8 et qui a pour objet d'obtenir le résultat qui vient d'être spécifié, est donné simplement à titre d'exemple, et l'on pourrait employer dans le même but tout autre dispositif ap proprié. Le résultat qu'il permet d'obtenir est sensiblement le même que celui obtenu à l'aide de l'enroulement de champ 50 de la fig. 5.
Dans les fig. 9 et 10 se rapportant à la deuxième forme d'exécution, 15 désigne la dynamo principale comprenant un arbre d'induit 16 à l'une des extrémités duquel est calé un pignon de commande 17, l'autre extrémité portant un plateau à friction 93. Sur un support 94, fixé au bâti de la dy namo ou sur tout autre support approprié est montée une petite dynamo régulatrice 18 à enroulement en shunt comportant un arbre d'induit 96. Une roue à friction 97 est clavetée sur l'arbre 96 et disposée de telle manière que sa périphérie vienne en con tact avec la face du plateau à friction 93.
Ce dernier constitue avec la roue à friction mo bile 97 une transmission de mouvement à vitesse variable d'un type bien connu, qui permet d'augmenter la vitesse de l'arbre 96 lorsqu'on déplace la roue de friction 97 vers l'extérieur, en l'éloignant du centre du pla teau 93, et de la diminuer en déplaçant la roue 97 en sens contraire. Une tige 98, mon tée dans des supports convenables 99 et 99', de façon à pouvoir glisser, sert à déplacer la roue à friction par rapport au plateau, l'une des extrémités de cette tige présentant une fourche 100 qui se loge dans une rainure annulaire 101 formée sur le moyeu de la roue 97. Une biellette 102 est fixée par son extrémité inférieure à la partie supérieure de la tige 98 et son extrémité supérieure est articulée à l'un des bouts d'un levier 103.
Ce levier 103 est articulé sur un support con venable en un point 104 et peut être pourvu d'une poignée appropriée 105. De cette façon, on peut faire varier la vi tesse de la dynamo 15 par graduations im perceptibles, de zéro à la vitesse maximum et vice-versa en relevant et en abaissant sim plement la poignée 105. En changeant ainsi la vitesse de la dy namo 15, on augmente et on diminue en correspondance, de façon continue, sa force électromotrice.
Sur la fig. 10, qui indique le schéma de montage, la dynamo 15 est reliée directe ment aux lignes principales 22 et 23, un in terrupteur 24' étant intercalé dans le circuit de la dynamo, de façon qu'on puisse le con necter avec la ligne ou l'en déconnecter. 26 désigne l'enroulement de champ monté en shunt de la dynamo 15, lequel est relié en série à l'induit de la dynamo 18.
28 désigne le champ du shunt de la dy namo 13. Comme on l'a déjà dit, dans le cas où la dynamo 15 doit être utilisée pour ac tionner un véhicule à moteur, tel qu'une au tomobile ou une voiture de tramway, ou un ascenseur, il est très avantageux que le mo teur employé présente les mêmes caractéris- tisques qu'un moteur en série, en ce qui concerne l'effort de démarrage relativement considérable développé par un moteur de ce genre, ainsi qu'en ce qui concerne l'accéléra tion rapide qu'il permet d'obtenir. Ce but est obtenu, comme dans les cas précédents, par le fait que la dynamo 18 est reliée de telle façon au shunt de la dynamo 15 et aux conducteurs de ligne, que l'action de son vol tage sur ledit shunt est opposée à celle de la tension de ligne.
Pour la mise en marche d'un véhicule on actionne le levier 103 de façon à amener le plateau à friction 97 près de la périphé rie du plateau 93, dans une position telle qu'il soit actionné à sa plus grande vitesse. Lorsqu'on ferme ensuite l'interrupteur 24', le courant traverse l'induit de la dynamo 15, ainsi que son enroulement de champ 26. Comme l'induit de la dynamo 15 n'est pas encore en mouvement, le passage du cou rant sera maximum, et comme la vitesse de la dynamo 18, au moment du démarrage est égale à zéro, elle ne s'opposera pas au pas sage du courant à travers l'enroulement 26 et, par conséquent., les champs de la dynamo 15, agissant -comme moteur, seront saturés.
Il en résulte que la dynamo 15 pourra pro- duire un très grand effort de démarrage, comparable à celui d'un moteur en série de même puissance. Lorsque la vitesse de l'in duit de la dynamo 15 augmente, la vitesse de l'induit de la dynamo 18 est également augmentée et la force électromotrice crois sante de cette dynamo sera en opposition avec le voltage imprimé au champ du shunt 26 et déterminera, par suite, un affaiblisse ment progressif du champ du shunt. Cet affaiblissement du champ a les mêmes ef fets que dans un moteur en série. La force contre-électromotrice de la dynamo régula trice 18 et le voltage de la ligne peuvent être dans un rapport tel qu'à la vitesse maxi mum voulue de la dynamo 15, la différence entre ces deux voltages suffise pour pro duire le passage du courant d'excitation né cessaire dans le champ 26.
Lorsqu'on désire arrêter le véhicule ou en diminuer la vitesse, on manouvre la poi gnée 105 pour déplacer la roue 97 vers le centre du disque 93. On détermine ainsi une réduction de la vitesse, de l'induit de la dy namo 18 et une diminution correspondante de la force contre-électromotrice de cette dy namo. Le courant qui traverse le champ 26 est augmenté de façon correspondante, ce qui augmente l'intensité du champ de la dy namo 15 dans une mesure telle qu'elle cesse de fonctionner comme moteur et com mence à fonctionner comme génératrice, l'inertie du véhicule fournissant l'é nergie nécessaire pour actionner le dynamo comme génératrice.
Lorsque l'é nergie livrée à la ligne par la génératrice doit être fournie par l'inertie du véhicule, la vitesse de celui-ci et, par conséquent, celle de l'armature de la dynamo 15 décroissent, jus qu'à ce que le voltage de la dynamo 15 soit égal ou légèrement inférieur à celui de la ligne, de telle manière que la dynamo fonc tionnera de nouveau comme moteur et con tinuera à commander le véhicule à une vitesse réduite. Lorsque le véhicule est en marche, on peut réduire la vitesse de la dy namo et, par conséquent, celle du véhicule.
jusqu'au point où cette dynamo, avec son champ en pleine excitation, engendre un vol tage de même intensité que celui de la ligne, en déplaçant la roue 97 vers l'intérieur jus qu'au centre du plateau 93, point auquel la vitesse de l'induit de la dynamo régula trice 18 arrive à zéro, et le voltage limite de la ligne est imposé au champ du shunt 26. On peut employer un mécanisme de frei nage d'un genre quelconque pour provo quer l'arrêt complet du véhicule.
On peut faire varier progressivement la vitesse de l'induit de la dynamo 18 de zéro à sa vitesse maximum ou vice-versa, ce qui détermine une modification correspondante de la force contre:-électromotrice de cette dy namo. Cette modification de la force contre- electromotrice de la dynamo 18 produira un changement progressif du courant qui tra verse le shunt 26 de la dynamo 15 et fera par suite, changer progressivement la vi tesse de cette dynamo.
On disposera ainsi d'une échelle continue de vitesses pour cette dynamo fonctionnant comme moteur et l'on pourra réaliser un changement de vitesse, sans que l'on soit forcé d'actionner le véhi cule d'une façon saccadée, comme lorsque la vitesse du moteur est réglée à l'aide de résistances ou par des connexions aux mo teurs, s'il y en a plusieurs, comme par exemple dans le réglage en série parallèle des moteurs de tramway.
Par suite du fait que tout le réglage de la vitesse est obtenu par la régulation de l'intensité du champ de la dynamo, dans les services où une grande échelle de vi tesses est nécessaire, il peut être avantageux de munir la dynamo de pôles auxiliaires ex cités par des bobines montées en série avec l'induit de la manière ordinaire. On évi tera ainsi la production d'étincelles au com mutateur dues à la distorsion d'un champ inducteur faible par la réaction d'induit.
La, fig. 11 représente un équipage moteur dont la disposition peut être considérée comme une combinaison de celle que mon tre la fig. 5 et de, celle représentée par les fig. 9 et 7.0. La dynamo principale 15 est pourvue d'un enroulement de champ en sé- rie 40, d'un enroulement de champ de com mutation 41 et d'un enroulement de champ en shunt 26. L'enroulement 26 est relié en série avec la dynamo régulatrice 18 et le circuit de champ ainsi formé est relié aux conducteurs de ligne 22 et 23.
La dynamo régulatrice 18 comporte un enroulement de champ 28 en dérivation sur l'enroule ment de champ 26 de la dynamo motrice, ainsi qu'un second enroulement de champ d'inversion 50, également dérivé sur l'en roulement de champ 28 de la dynamo mo trice. On peut relier en série à l'enroulement d'inversion 50 un rhéostat 120 afin de ré gler à volonté l'effet de cet enroulement. Dans l'exemple représenté, la dynamo mo trice et la dynamo régulatrice sont munies respectivement d'un plateau à friction 93 et d'une roue à friction 97 qui permettent de varier le rapport des vitesses entre les dy namos, l'appareil qui commande le déplace ment de la roue à friction 97 le long de l'arbre 96 de la dynamo régulatrice étant supprimé pour plus de clarté.
Cet équipage moteur comporte deux dis positifs qui permettent d'en modifier les ca ractéristiques de fonctionnement. Ces dispo sitifs consistent d'abord en une connexion à vitesse variable entre la dynamo motrice et la dynamo régulatrice et ensuite en un rhéostat réglable 31 intercalé dans l'enroule ment de champ principal de la dynamo ré gulatrice.
Les caractéristiques de l'équipage moteur dépendront de l'emploi combiné de ces deux dispositifs et sont expliquées dans la suite à l'aide des courbes (fig. 12).
Les courbes A', B' et C' que montre cette figure correspondent aux courbes A, B et C de la fig. 3, avec cette différence que l'écartement des courbes, dû à la chute de vitesse angulaire avec augmentation de charge est réalisé (comme dans le cas es fig. 4 à 8) par l'enroulement en série 40 qui ne comporte qu'un nombre de tours relati vement faible.
On peut faire varier le nombre de tours de ce champ 40 pour obtenir toute chute de vitesse angulaire voulue pour une augmen tation de charge donnée.
On peut d'ailleurs obtenir une récupéra tion maximum en court-circuitant (à l'aide de l'interrupteur 40') ledit enroulement en série 40.
La dynamo motrice et la dynamo régu latrice dont les courbes caractéristiques sont celles que représente la fig. 12, ont sensible ment la même vitesse maximum, soit 1800 R. P. M. Dans les courbes d' et e', la diffé rente entre chaque ordonnée et l'ordonnée maximale indique le voltage engendré par la régulatrice en fonction de la vitesse de la dynamo, la courbe d' correspondant à une certaine position du rhéostat 31, tandis que la courbe e' correspond à une autre position de ce rhéostat, cette position donnant pour une charge égale à un tiers de la charge normale la vitesse maximale du moteur.
Les courbes d' et 3' sont obtenues avec le rapport de vitesses de 1 à 1 entre la dynamo motrice et la dynamo régula trice La courbe f indique les volts développés par la régulatrice , le rhéos tat 31 étant dans une position cor respondante à celle qui est nécessaire pour obtenir la courbe d', mais avec un rapport de vitesses de 1 à 2 entre la motrice et la régulatrice, c'est-à-dire que la régulatrice fonctionne à une vitesse double de celle de la motrice.
Avec un rapport de vitesse de 1 à 1 entre la dynamo et le moteur, le rhéostat étant dans la position répondant à la ligne d', la vitesse à vide est de 880 R. P. M. et à pleine charge de 566 R. P. M., c'est-à-dire que la régula tion est de 57 %.
Lorsque la position du rhéostat 31 ré pond à la ligne e', la vitesse à vide est por tée à 2200 et la vitesse à pleine charge à 620, et la régulation est de 225 %. Ceci dé montre que le moteur ralentit, par suite de la charge, davantage à grande, vitesse qu'à petite vitesse, exactement comme un moteur en série. Si maintenant, avec une position du rhéostat correspondant à la ligne cl', au lieu de changer la mise en place de ce rhéostat on fait varier de deux à un le rapport de transmission entre la dynamo motrice et la dynamo régulatrice, la vitesse du moteur, lors de changements de charge, suivra la ligne f'. La ligne f' est dérivée de la ligne d' en prenant la moitié des vitesses en cor respondance de chaque voltage.
Le rhéostat étant dans cette position, la vitesse à vide est de 2000 R. P. M. et à pleine charge de 1200 R. P. M., et la régulation est de 66 %. Il est à remarquer que les courbes e' et f' se coupent à peu près à 1800 R. P. M. sur une courbe comprise entre A' et B' corres pondant à peu près à 1/3 de charge. Cela signifie que, pour cette charge, on obtiendra la même vitesse de 1800 R. P. M. pour les deux positions des organes de réglage cor respondant aux courbes e' et f'.
En passant de cette charge à la pleine charge dans les conditions de la ligne f' le changement de vitesse est de 600 R. P. M. ou 50% de la vitesse en pleine charge. Sur la ligne e', le changement de vitesse est de 1180 R. P. M. ou 190% de sa vitesse en pleine charge. Ainsi la position des organes de ré glage correspondant à la courbe f' donne au moteur une caractéristique semblable à celle d'un moteur compound, et la posi tion c' une caractéristique semblable à celle d'un moteur en série.
Sur la courbe e', lorsqu'on augmente la charge d'un tiers de la pleine charge à la pleine charge, la vitesse tombe au tiers de la valeur qu'elle avait au tiers de la pleine charge. En même temps, le voltage du champ du shunt augmente d'environ 38 volts à environ 124 volts ou de trois fois un tiers sa valeur au tiers de charge. Si la résistance de l'induit du moteur est relativement faible, la chute ohmique due à cette résistance est négligeable et de même la réaction d'in duit, si le moteur est à pôles auxiliaires; la chute de la vitesse entre un tiers de charge et la pleine charge indique que le flux du champ a une valeur égale au triple de la valeur qu'il a au tiers de pleine charge. L'augmentation du voltage sur le champ du shunt ne pourrait produire seul cet augmen- tation de flux, par suite de la saturation magnétique.
Les ampères-tours additionnels nécessaires pour déterminer cette augmen tation du flux sont fournis par l'enroule ment en série 40. Avec la position des or ganes de réglage correspondant à la courbe e', le couple augmente avec le carré du courant sur toute l'étendue de l'échelle de vitesses du moteur, ce qui dépasse ce que l'on pourrait obtenir avec un moteur en série.
Pour donner à la dynamo principale 15 la caractéristique d'un moteur en shunt, il faut annuler l'action de l'enroulement de champ de série 40. Dans ce but, on peut em ployer l'interrupteur 40' qui peut servir à court-circuiter cet enroulement 40. La seule chute de vitesse avec augmentation de charge qui peut alors se produire est due à la chute dans l'induit et, puisque la résistance de l'induit est très faible, l'action de la chute dans l'induit sur la vitesse du moteur sera pratiquement nulle.
L'emploi de la dynamo régulatrice, pour donner à la dynamo motrice, lorsqu'elle fonctionne comme moteur les caractéristi ques d'un moteur en shunt, présente aussi ales avantages sur l'emploi d'un moteur en shunt ordinaire combiné avec un rhéostat qui permet de faire varier sa vitesse. Avec le moteur cri shunt ordinaire et un rhéostat, il y a une perte constante au rhéostat, cette perte étant relativement faible à grande vi tesse, mais pouvant être considérable à des vitesses moyennes, selon l'importance du courant de shunt. Dans les dispositions dé crites la dynamo régulatrice fonctionne, au moins en régime normal, comme moteur et aide à porter la charge de la dynamo prin cipale lorsqu'elle fonctionne comme moteur, et les seules pertes due provoque cette utili sation sont celles dues aux pertes internes or dinaires d'un moteur.
Quoiqu'on ait décrit l'invention dans son application à la commande des véhicules à moteur et autres appareils analogues, il est évident qu'elle est. aussi susceptible d'un grand nombre d'applications différentes clans l'industrie électrique, et peut être diver sement réalisée selon les buts qu'on se pro pose.
Pour exposer le fonctionnement des équi pages moteurs décrits, on a fait usage de courbes représentant un certain nombre de caractéristiques de fonctionnement. Ces courbes représentent les caractéristiques de fonctionnement de la combinaison d'une dy namo principale et d'une dynamo régula trice avec des dispositifs de réglage auxi liaires, donnés à titre d'exemples, et il doit être entendu que l'on peut, en modifiant les caràctères de ces divers éléments, faire va rier dans des limites étendues les caracté ristiques de fonctionnement de l'ensemble de l'équipage moteur.