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QUES. la présenta addition est relative aux moyens de commander l'é- nergie échangée entre un réseau à courant alternatif et un réseau à courant continu. particulièrement lorsqu'il est constitué par les appareils d'en- traînement d'une locomotive électrique, fonctionnant en moteur ou en géne- rate=*
On a proposé et employé' jusqu'ici diverses dispositions pour commander l'énergie échangée entre un réseau et des appareils d'entraîne- ment d'une locomotive électrique, et pour faire fonctionner ces dispositifs,
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on a coutume de modifier les conditions électriques des appareils d'entraîne- ment, au moyen de commutateurs dont les contacts sont susceptibles de se dé- tériorer, par suite de la formation d'arcs,
ou par usure mécanique résultant des ouvertures et fermetures de contacts,
Conformément à la présente invention, on évite ces difficultés et l'on obtient une accélération et un ralentissement graduels des appareils mo- teurs, en faisant varier la tension de grille d'un dispositif à décharge élec- tronique interposé entre le réseau et la locomotive.
L'invention sera mieux' comprise en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels
La Fig.l représente un système réalisant l'invention, et La Fig.2 un système, analogue comprenant une forme modifiée de dis- positif à décharge électronique, pour la commande de l'énergie échangée entre un réseau d'énergie et des appareils d'entraînement.
la Fig.l représente plusieurs machines électriques 1, 2, 3, 4 dis- posées pour que les circuits de leurs armatures respectives, 5, 6, 7 & 8, soient en liaison avec le réseau représenté par une ligne de trolley 9, par l'intermé- diaire d'un dispositif de contact 10, d'un transformateur 11, d'un appareil'à dé- charge électronique représenté sous la forme d'un redresseur à mercure 12, d'une réactance 13 prévue dans le but de diminuer les ondulations de courant des cir- cuits d'armatures, et d'un commutateur d'inversion 14 destiné à renverser les connexions des deux groupes d'armatures de circuits avec l'appareil électrique à vapeur 12.
Les circuits de champ 15, 16, 17 et 18, des machines 1, 2, 3 et 4 res- pectivement, sont reliés à la ligne 9, par l'intermédiaire de la réactance 19, de l'appareil à décharge électronique 20 et d'un transformateur 21; le circuit pri- mairà de ce transformateur étant représenté comme relié en série awec le circuit primaire du transformateur principal 11, et par suite en relation série avec le @ dispositif à décharge électronique 12, et un commutateur 22 étant prévu pour re- lier le circuit primaire du transformateur 21 aux bornes d'une partie du circuit primaire du transformateur principal 11, ou en relation shunt avec le dispositif 12, pendant la régénération.
Les circuits de chsmp des armatures des machinas sont ainsi reliés en relation série pendant le fonctionnement en moteur, et en relation shunt pendant le fonctionnement en régénération. Le commutateur 23 et
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la source de courant 24 sont destinés à mettre en marche l'appareil 20.
Un commutateur 25 et une source de courant 26 sont élalement des- tinés à mettre en marcha l'appareil 12; les anodes 27 à 30 de cet appareil sont reliées aux bornes des circuits secondaires 31 et 32 du transformateur princi- pal 11, et les points milieux de cessecondaires sont reliés à la cathode 30' de l'appareil 12, par l'intermédiaire d'un commutateur 14, des enroulements d'armatures 7 et 8 et des enroulements d'armatures 5 et 6 respectivement, et de la réactance 13, Les grilles 33 à 36 de l'appareil 12 sont reliées par l'in- termédiaire de résistances 37 à 40 destinées à limiter l'intensité du courant, et d'un transformateur 41, à un appareil changeur de phase d'un type bien con.. nu, qui comprend un enroulement statorique polyphasé 43 et un enroulement mono- phasé 44 monté sur le noyau d'un rotor 45.
L'enroulement statorique 43 est re- lié & la ligne 9 par 1' intermédiaire de l'appareil de contact 10, et au sol par l'intermédiaire d'une réactance 46 et d'un condensateur 47 destinés à produire un champ tournant dans le noyau de l'appareil changeur de phase. Il est clair que l'on peut, pour créer un champ tournant dans le noyau de cet appareil, em- ployer tout autre moyen approprié.
Des condensateurs 48 et 49 sont reliés aux bornes des circuits secondaires 31 et 32, respectivement, pour assurer le fonctionnement stable de l'appareil à décharge électronique 12, durant les légères interruptions de circuit entre la ligne 9 et le contact 10. Un levier de commande 50 est fixé à l'arbre du dispositif changeur de phase 42, pour faciliter les variations des @ tensions de grilles 33, 34, 35 et 36.
Si l'un suppose que le levier de commande 50 est dans une position telle que les tensions appliquées aux circuits de grilles et d'anodes de l'ap- pareil 12 soient de phases opposées, que le commutateur 22 soit ol position d'ouverture, le coummateur 14 dans sa position de fermeture à main droite,' et que les appareils 12 et 20 aientété amorcés au moyen des commutateurs 23 et 25, on voit aisément que les enroulements de champ 15 à 18 sont excités, mais qu'aucun courant ne traverse les circuits d'armatures 5 à 8, car les tensions de grilles et d'anodes de l'appareil la sont en opposition. Par suite, les ma- chines 1 à 4 restent immobiles.
Pour mettre les machines en marche, le levier 50 est déplacé de
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faèon à faire décroître la différence de phase entre les tensions de grilles et d'anodes, ce qui élève progressivement la tension pour laquelle le courant traverse le dispositif 12, et accroît la durée de transmission du courant, jusqu'à,ce que celui-ci soit transmis de façon continue à une tension prati- quement égale à la tension secondaire du transformateur 11, lorsque les ton- sions de grille et d'anode sont en phase.
Il est clair que l'on peut employer tout autre moyen approprié. tel qu'une source de tension uni-directionnelle réglable, par exemple, pour appliquer une tension aux grilles et faire varier la tension pour laquelle s'effectue le passage du courant fourni aux machines 1 à. 4ou en provenant.
Les machines 1 à 4 sont ralenties en faisant fonctionner le levier 50, de façon à accroître la différence de phase entre les tensions de grille et d'anode de l'appareil 12, le circuit comprenant cet appareil étant inter- rompu quand ces tensions sont en opposition de phase.
Si l'on désire que les machines 1 à 4 fournissent de l'énergie à @ la ligne 9, pendant qu'elles sont entraînées par l'inertie de la locomotive, le comnutateur 14 est déplacé de manière à renverser les connexions entre les circuits d'armatures 5 à 8 et l'appareil 12, le commutateur 22 est fermé, et le levier 50 est déplacé comne précédemment, de façon à faire décroître la différence de phase entre les tensions d'anode et de grille de l'appareil 12.
Le conmutateur 22 rend ainsi possible le fonctionnement des machines 1 à 4 avec des caractéristiques série dans le fonctionnement en moteur, et des ca- ractéristiques shunt dans le fonctionemont en régénération,, cette méthode est avantageuse, car des variations considérables de charge se produisent fréquem- ment durant le fonctionnement en régénération.
La Fig.2 représente un système qui diffère de celui ci-dessus dé- crit en ce que lesdits courants de champ et d'armatures des machines 1 à 4 sont redressés par le seul appareil 12' pourvu de anodes 51 et 52 qui peuvent être employées à la fois pour redresseur les courants des champ des machines et pour exciter l'appareil 12' dans le cas où les circuits de champ sont exci- tés de façon continue ,L'emploi de circuits secondaires distincts 31 et 32 est avantageux en ce que leur réactance de fuite tend à produire une division convenable de la charge entre les deux groupes de moteurs.
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QUES. the present addition relates to the means of controlling the energy exchanged between an alternating current network and a direct current network. par- ticularly when it is constituted by the driving apparatus of an electric locomotive, functioning as a motor or as a generator = *
Various arrangements have been proposed and employed heretofore for controlling the energy exchanged between a network and driving apparatus of an electric locomotive, and for operating these devices,
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it is customary to modify the electrical conditions of the drive devices by means of switches whose contacts are liable to deteriorate as a result of the formation of arcs,
or by mechanical wear resulting from the opening and closing of contacts,
In accordance with the present invention, these difficulties are avoided and a gradual acceleration and deceleration of the motor units is obtained by varying the gate voltage of an electronic discharge device interposed between the network and the locomotive. .
The invention will be better understood with reference to the following description and the accompanying drawings, in which
Fig. 1 shows a system embodying the invention, and Fig. 2 a system, analogous comprising a modified form of electronic discharge device, for controlling the energy exchanged between an energy network and appliances. training.
Fig.l shows several electric machines 1, 2, 3, 4 arranged so that the circuits of their respective armatures, 5, 6, 7 & 8, are connected with the network represented by a trolley line 9, by via a contact device 10, a transformer 11, an electronic discharge device represented in the form of a mercury rectifier 12, a reactance 13 provided for the purpose to reduce the current ripples of the armature circuits, and of a reversing switch 14 intended to reverse the connections of the two groups of circuit armatures with the electric steam apparatus 12.
The field circuits 15, 16, 17 and 18, of machines 1, 2, 3 and 4 respectively, are connected to line 9, via the reactance 19, of the electronic discharge apparatus 20 and a transformer 21; the primary circuit of this transformer being shown as connected in series with the primary circuit of the main transformer 11, and hence in series relation with the electronic discharge device 12, and a switch 22 being provided to connect the circuit primary of transformer 21 across part of the primary circuit of main transformer 11, or in shunt relation with device 12, during regeneration.
The chsmp circuits of the machine armatures are thus connected in series relation during operation as a motor, and in shunt relation during operation in regeneration. Switch 23 and
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the current source 24 are intended to turn on the device 20.
A switch 25 and a current source 26 are also intended to turn on the apparatus 12; the anodes 27 to 30 of this apparatus are connected to the terminals of the secondary circuits 31 and 32 of the main transformer 11, and the midpoints of these secondary are connected to the cathode 30 'of the apparatus 12, through the intermediary of a switch 14, armature windings 7 and 8 and armature windings 5 and 6 respectively, and the reactance 13, The grids 33 to 36 of the apparatus 12 are connected by means of resistors 37 to 40 intended to limit the intensity of the current, and of a transformer 41, to a phase changing apparatus of a well known type, which comprises a polyphase stator winding 43 and a single phase winding 44 mounted on the core of a rotor 45.
The stator winding 43 is connected to the line 9 through the contact apparatus 10, and to the ground through a reactance 46 and a capacitor 47 intended to produce a rotating field in the field. the core of the phase changer device. It is clear that one can, in order to create a rotating field in the core of this apparatus, use any other suitable means.
Capacitors 48 and 49 are connected to the terminals of the secondary circuits 31 and 32, respectively, to ensure the stable operation of the electronic discharge apparatus 12, during slight circuit interruptions between line 9 and contact 10. A control lever control 50 is fixed to the shaft of the phase changer device 42, to facilitate variations in the voltages of the gates 33, 34, 35 and 36.
If one assumes that the control lever 50 is in a position such that the voltages applied to the gate and anode circuits of the apparatus 12 are of opposite phases, that the switch 22 is in the open position. , the coupler 14 in its closed position on the right hand, 'and that the devices 12 and 20 have been started by means of the switches 23 and 25, it can easily be seen that the field windings 15 to 18 are energized, but that no current does not cross armature circuits 5 to 8, because the grid voltages and the anodes of the device are in opposition. Consequently, machines 1 to 4 remain stationary.
To start the machines, the lever 50 is moved
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way to decrease the phase difference between the gate and anode voltages, which progressively increases the voltage for which the current flows through the device 12, and increases the duration of current transmission, until the latter ci is transmitted continuously at a voltage practically equal to the secondary voltage of transformer 11, when the gate and anode tones are in phase.
It is clear that any other suitable means can be used. such as an adjustable uni-directional voltage source, for example, to apply a voltage to the gates and to vary the voltage for which the passage of the current supplied to the machines 1 to takes place. 4 or from.
Machines 1 to 4 are slowed down by operating lever 50, so as to increase the phase difference between the gate and anode voltages of apparatus 12, the circuit comprising this apparatus being interrupted when these voltages are. in phase opposition.
If it is desired that machines 1 to 4 supply power to line 9, while they are being driven by the inertia of the locomotive, switch 14 is moved so as to reverse the connections between the circuits. armatures 5 to 8 and apparatus 12, switch 22 is closed, and lever 50 is moved as before, so as to decrease the phase difference between the anode and gate voltages of apparatus 12 .
The switch 22 thus makes possible the operation of machines 1 to 4 with series characteristics in motor operation, and shunt characteristics in the regeneration function, this method is advantageous, since considerable variations in load occur frequently. - ment during regeneration operation.
Fig. 2 shows a system which differs from that described above in that said field and armature currents of machines 1 to 4 are rectified by the single device 12 'provided with anodes 51 and 52 which can be rectified. employed both to rectify the field currents of the machines and to excite the apparatus 12 'in the case where the field circuits are continuously energized. The use of separate secondary circuits 31 and 32 is advantageous in this respect. that their leakage reactance tends to produce a suitable division of the load between the two groups of motors.
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