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" Perfectionnements aux véhicules propulsés à 11 électricité.
La présente invention est relative aux véhicules propulsés à l'électricité, dans lesquels le moteur de propulsion est une machine dynamo-électrique compound du type qui devient une géné- ratrice quand sa force électro-motive opposée dépasse celle de la source d'alimentation en courant.
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La présente invention a pour but entre autres d'empêcher la production d'étincelles pendant la réversion de la direction du courant et,quand la machine travaille comme génératrice , de protéger le circuit d'éclairage contre une augmentation intem- pestive de voltage et de maintenir la force du champ de la ma- chine contre l'effet démagnétisant du courant réversé à travers l'enroulement en série, de façon à permettre la machine de fonctionner comme un frein effectif quand le véhicule descend une pente raide ou se trouve être retardé pendant qu'il roule à niveau.
Conformément à l'invention, la production d'étincelles est empêchée pendant la réversion de la direction du courant par un arrangement par lequel le mécanisme réverseur de courant ne peut être actionné jusqu'à ce que le levier de pédale se trouve dans sa position neutre ou inopérante, avec l'ensemble de la résistance en série en circuit avec l'enroulement de champ en série, et l'enroulement d'induit, et le circuit étant interrom- pu.
Une augmentation intempestive du voltage à travers lc. eir- cuit d'éclairage, quand la machine fonctionne comme génératrice, peut être empêchée à l'aide d'une haute résistance supplémentai- re, disposée de façon à être inopérante pendant que le courant est alimenté à la machine, mais laquelle est automatiquement mise en circuit avec la résistance shunt quand l'alimentation en courant de la machine viendrait à être coupée pendant u17e la machine fonctionne comme génératrice.
Cependant, on peut incorporer des dispositifs pour le. pro- tection du circuit d'éclairage dans les conditions susdites, avec les dispositifs décrits ci-après,pour maintenir la force du champ de la machine quand celle-ci fonctionne comme généra- trice.
Dans les dessins schématiques annexés, les figures 1, 2 et 3 montrent chacune une machine dynamo-
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électrique du genre dont il est question, avec ces dispositifs de contrôle vus respectivement dans les positions neutre, avant et réversée;
1: figure 4 montre une m-'thode alternative pour courtcircui - ter etouvrir le circuit de la résistance supplémentaire, la figure 5 illustre un arrangement modifié des dispositifs de contrôle,dans lequel il est fait abandon des contacteurs ac-
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tionnés électroragnéti.uement9 la figure 6 illustre une méthode pour maintenir la force du champ de la machine et de protéger le circuit dtéclairage pen- dant la régénération; la figure 7 est une vue similaire montrant une variante;
la figure 8 montre un commutateur réverseur de courant; la figure 9 est une vue en bout de l'axe d'armature du com- mutateur avec son mécanisme commutateur associé; la figure 10 montre un relai réverseur de courant; les figures 11, 12, 13 et 14 montrent chacune d'autres dis- positions pour maintenir la force du champ de la machine pendant la régénération.
Dans un véhicule propulsé à l'aide de l'électricité, à l'intervention d'une machine dynamo-électrique compound-!, la machine est contrôlée par un commutateur réverseur 9 et un con- trôleur de résistance 22 pour le démarrage et le changement de vitesse. Le commutateur réverseur est actionné par un levier 13 pouvant occuper deux positions extrêmes, figs.2 et 3, pour la marche avant et la marche arrière,et une position intermédiaire ou neutre, fig.l.
Le contrôleur de résistance est actionné par une pédale 24 à rencontre de l'action d'un ressort. Le levier réverseur et la pédale sont enclenchés à l'intervention des parties 29, 31 engagées l'une dans l'autre et disposées de façon que le levier réverseur est libre uniquement quand la pédale est complètement
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rétractée, le circuit du iijotj/ur étant interrompu ':ôt toutefj les résistances en série 4 connectées e:1'1 liE.;ne et do façon que 1 pédale est libre pour être entièremeut abaissée ul1Îqu8jjC,a:t
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quand le levier réverseur a été amené dans le position avant,
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fig.2, et reste libre pour être partiellement abaissée c,:,l1.urd le levier réverseur a été placé du côté opposa, :zy.5.
Dans 1. po- sition de marche avant, fig.2, la première portie 111, 1;;ouTrc;#;ei;t de la pédale opère, à l'aide d'un serment contrôleur 21, pour compléter le circuit éLu moteur à travers un contr,ct6ur 16 et 3.&a qui se trouve en série et pour couper IJ1:cgrS8iY6lHnt 1"" résistance en série par les contacteurs 16.....lcî". La seconde partie du mouvement de la pédale, E. l'aide d'un segment coTrkro- leur 7, amené progressivement la résistance 5 dans le choup dérivé 3. Dans la position de marche reversée, :ci,.3, le :;/d.81E. est eriipéchée d'aller au delà de la première partie de son mouve- ment par l'intervention des parties enclenchées 29, 31.
Bour protéger contre une augmentation intempestive due voltage pendant la régénération, il est prévu un con-tacteur 16 disposé pour ouvrir automatiquement, en cas de rupture ou de âêeonnectioxz de l'alimentation, une haute résistance supplémen-
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taire, étant de ce fait connecté en circuit avec le chair,,, en dérivation (shunt).
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L'interrupteur contacteur 16 , qui opère pour conr'G0i'!'- cuiter et ouvrir le circuit de la résistance su;lérnex'4w;:r, -E2 , . peut, ainsi que montré dans la :,,.F, être connecte,par i:1#d
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articulation z en matière fusolallte, au oontsoteur 16 de iagoi=
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à être actionné par celui-ci.
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Les sections de la résistance de démarrage 4 1;',0; uv:s';t ê C J:0 directement connectées aux contacts stationnaires et .dans ce 31."8) quand le segI11ent contacteur 21 formera contact cave 7¯c. '30.'"t(;,,1 z" il en résultera que la aontactenr 36=-: provoquera li con- nexion de l'extrémité éloignée de le réxi.stance er série 4 au même pôle que celui auquel le segment 21 est connecté et
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provoquera le contacteur 37 à courtcircuiter la résistance sup- plémentaire 32. Quand de ce fait le circuit d'alimentation est interrompu, le contacteur 36x s'ouvre et déplace le contacteur
37 dans sa position ouverte, amenant ainsi la résistance supplé- mentaire 32 en servicepour réduire le courant à travers l'en- roulement shunt 3.
Dans le but de maintenir la force du champ de la machine pendant la régénération, de façon qu'un courant suffisant sera alors retourné à la ligne d'alimentation en courant pour permet- tre à la machine de fonctionner effectivement comme un frein, il est prévu des dispositifs répondant au changement de direc- tion du courant à travers l'enroulement de champ en série, ce dispositif étant adapté pour courtcircuiter ledit enroulement quand la machine fonctionne comme génératrice et pour ouvrir le circuit dudit enroulement qmand la machine fonctionne comme motrice.
Un équipement répondant à ce but est illustré dans la fig.6, dans laquelle o désigne le contact mobile et c1, 02 les contacts fixes d'un commutateur adapté pour fermer le circuit d'une résis- tance dérivante (shnnting ) d1 à travers les extrémités de l'On- roulement de champ en série principal 2 quand la machine com- mence à fonctionner comme génératrice.
r est le contact mobile et rl, r sont les contacts fixes d'un autre commutateur adapté, dans la position fermée, pour connecter les deux conducteurs m, m1 du circuit d'éclairage et courtcircuiter une résistance 8 connectant les deux conducteurs susdits m, m1 et, ce commutateur étant ouvert, il est adapté pour ouvrir ledit courcircuit et amener la résistance s en circuit effectif avec lesdits conduc- teurs quand la machine devient génératrice. t est un des enroule- ments d'un commutateur réverseur de courant, dispo,sé en circuit avec l'induit 1 et l'enroulement de champ en série principal.3 dans lequel la direction de courant est réversible, et u désigne
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l'autre enroulement dudit commutateur, enroulement arrangé en circuit avec l'enroulement de champ shunt 3 dans le cruel.
la direction de courant n'est pas réversible, ou connecta avec les pôles 6 et 7. L'enroulement t peut généralement être fait d'un câble épais de façon à offrir très peu de résistance au courant qui le traverse. L'élément mobile ou armature du commu -tateur réverseur de courant est disposée de façon à contrôler la position des contacts mobiles o et r, de façon telle que, quand la machine fonctionne comme motrice et que du courant pas- se à travers l'enroulement de champ en série 2 et à travers l'en -roulement de relai révsrssur de courant t, dans la direction montrée par.
la flèche x, le contact du commutateur o sera main- tenu dans une position telle que le circuit sera ouvert dans la résistance dérivante (shunting) d1 de l'enroulement de champ en série 2 et le contact mobile de commutateur r sera Maintenu dans sa position fermée pour courtcircuiter la résistance s dans le circuit d'éclairage k.
Quand cependant la machine commence fonctionner Gomme génératrice, et que la direction du courant dans l'enroulement d'induit, l'enroulement de champ en série 2 et l'enroulement de commutateur 2 sera conséquemment reversée, l'armature du commutateur fermera-l'organe de commutation mobile o et fermera' ainsi le circuit de la résistance dérivante (shunt- ing) d1 pour réduire ou éliminer pratiquement l'effet démagné- tisant de l'enroulement de champ en série 2 et,- en même temps, le contact de commutateur r sera ouvert et amènera la résistance s en circuit effectif avec le circuit d'éclairage k, m, m1, n.
Dans les figs.8 et 9 il est illustre une construction. d'un commutateur réverseur de courant convenant parfaitement pour le but exposé. Il comprend un noyau magnétique v,sur lequel l'enrou- lement t susdit est bobiné, un induit en double T w , sur lequel l'enroulement u susdit a été bobiné., et deux contacts mobiles o et r connectés à l'arbre d'induit wl et coopérant respectivement
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avec les contacts fixes c1 o2 et r1, r2 . La. disposition est telle que normalement l'induit w avec son arbre!: et contacts o et r sont maintenus dans la position illustrée dans lesfigs.
8 et 9 , par un ressort y,quand la machine marche comme motrice et que du courant passe,dans la direction de la flèche (fig.6), à travers l'induit de machine 1, 1'enroulement de champ en sé- rie 2 et l'enroulement de commutateur t , de façon à maintenir le contact o ouvert, et le contact'r fermé. Quand cependant la direction dudit courant est réversée, l'induit de commutateur w se déplacera par l'action combinée des enroulements'! et u et à l'encontre de l'action du ressort y, vers une position dans la- quelle le contact r sera amené dans sa position ouverte, pour déconnecter les contacts r1, r2 et de façon que le contact o sera amené dans la position fermée pour connecter les contacts c1, 02, dans le but décrit ci-devant.
Dans l'équipement modifié, illustré dans la figo7, les élé- ments mobiles de commutation susdits o et r sont disposés pour faire partie d'un contacteur dont le circuit d'enroulement 40 est arrangé pour être fermé à travers les pôles d'alimentation en courant 6 et 7 par un interrupteur 41, 41a actionné par un relai réverseur de courant, quand la machine commence à fonction- ner comme génératrice. La figure 10 montre une construction d'un relai réverseur de courant approprié à ce travail.
Il com- prend un noyau magnétique 42 sur lequel est bobiné l'enroulement de relai en série t et qui comporte des extensions de pôles 42a et 42b, extensions entre lesquelles se trouve disposée -et dressée une armature pivotée 41 en matière magnétique, armature qui peut être entourée et polarisée par l'enroulement shunt u du relai.
L'armature 41 est'disposée pour ,être connectée à l'un des pôles d'alimentation en courant, par exemple 6, soit notamment à tra- vers le conducteur ml de l'équipement d'éclairage et elle consti- tue le contact mobile 41 du dispositif commutateur illustré dans la figure 7, l'autre contact stationnaire 41a de pareil dispositif
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commutateur étant connecté, à l'aide de l'enroulement de con- tacteur 40, à l'autre polo d'alimentation en courant 7.
La dis -position est telle que, quand la machine fonctionne comme mo- trice, l'armature 41 est maintenue dans sa position ouverte contre un arrêt 43 par un ressort 44, de faqon que le circuit de l'enroulement contacteur 40 est ouvert et que les contacts o et r sont maintenus dans la position illustrée dans la fig.7, position dans laquelle le circuit de la résistance dérivante (shunting) d1 est ouvert et dans laquelle la résistance s est courtcircuitée.
Quand la machine commence à fonctionner caillas génératrice, le relai réverseur du courant fonctionnera de façon à obliger l'armature polarisée 41 de se déplacer et d'appuyer contre le contact de relai 41a pour'fermer le circuit de l'en- roulement contacteur 40 et de provoquer ainsi le contact o à fermer le circuit de la résistancedérivante (shunting) d1 cependant que le contact de commutateur r se déplacera et ouvri- ra le courtcircuit de la résistance s, dans le but décrit ci- devant.
Dans un équipement alternatif pour shunter automatiquement l'enroulement de champ en série du moteur électrique, quand il fonction-ne comme génératrice, on peut faire usage d'une valve Nodon, d'un redresseur métallique ou d'un autre dispositif qui permettrait au courant de passer librement dans une direction mais non pas dans l'autre.
Dans 1' équipement illustre dans la fig.ll, cette valve 45 possède une résistance 46 en série avec elle et la combinaison est connectée en shunt avec l'enroulement de champ en série 2, de façon telle que, quand la direction du courant à travers l'enroulement de champion série l'oblige d'o- pérer cumulativement avec l'enroulement shunt , c'est-à-dire que quand la machine fonctionne comme motrice, pratiquement il ne peut pas passer de courant à travers la valve Nodon ou son équi- valent, mais quand le courant à travers l'enroulement de champ en série se trouve dans l'autre direction et que la machine est
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régénératrice, le courant suit deux voies,
l'une à travers l'en- roulement de champ en série 2 et l'autre à travers la valve Nodon 45 avec sa résistance 46' en série et cette dernière forme- ra une dérivation ou shunt à l'enroulement de champ.en série, la quantité dont l'enroulement de champ en série est shunté étant contrôlée par la quantité de résistance en série avec la valve Eodon ou son équivalent. On peut observer que par cette disposi- / tion le champ en série ne sera pas shnnté quand la machine est motrice, mais qu'il sera automatiquement shunté quand la machine est génératrice, réduisant ainsi le nombre effectif'de tours dans le champ en série et , par suite, son effet démagnétisant.
Dans ce cas le circuit d'éclairage du véhicule est sauvegardé contre un voltage excessif quand la machine est fortement régénératrice, au moyen d'un interrupteur 47 actionné électriquement et dont l'enroulement fort 48 est connecté en série avec la valve Nodon ou son équivalent et inséré entre ce dernier et sa résistance.
Cet interrupteur est normalement fermé par un ressort 49, mais sera ouvert quand du courant passe à travers son enroulement.
A la position fermée il courtcircuitera une résistance s en sé- rie avec le circuit d'éclairage m, ml. 11 se trouvera dans cet- te position quand la machine principale est motrice, étant donné que dans cecas la valve Nodon ne laissera pas passer pratique.- ment du courant. Quand la machine fonctionnera comme génératri- ce, la valve Nodon laissera passer un courant fort traversant l'enroulement fort 48 de l'interrupteur actionné électriquement, provoquera l'ouverture de celui-ci en enlevant le courtcircuit de la résistance s en série avec le circuit d'éclairage et em- pêchant ainsi une augmentation indue du voltage à travers les lampes k.
Comme illustré dans la fig.12, l'enroulement 48 de l'in- terrupteur 47 peut être connecté en dérivation avec la valve Nodon 45 ou son équivalent, cas dans lequel la différence en potentiel à travers l'enroulement de champ en série 2 , quand la machine est motrice, causera un passage suffisant de courant
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à travers l'enroulement 48/de l'interrupteur actionné électri- quement, en vue de fermer celui-ci.
Quand,pendant la régénéra- tion,le courant se trouve dans la direction opposée, la valve Nodon supportera la plus grosse part du courant, mais il exis- tera une très petite différence de potentiel à travers ses bor -nes et l'interrupteur 47, assoie , si nécessaire, par un lé- ger ressort 49, restera ouvert pour cette raison, laissant ainsi la résistance s des lampes en fonction et ainsi on gardera le voltage à travers les Iampes k à l'intérieur des limites de sécu- rité. Il est évident que pareil dispositif pourrait actionner deux ou plusieurs interrupteurs, de façon qu'on pourrait opérer une introduction successive de deux ou plusieurs résistances en¯série ou en parallèle.
La figure 13 montre un équipement modifié dans lequel. une valve Nodon ou son équivalent est employé pour shunter l'enrou- lement de champ en série. Dans ce cas la valve 45 est connectée en série, avec le circuit principal, de façon telle que, quand le moteur est régénératrice, la valve s'opposerait au passade du courant.Un enroulement fort 48 est connecté en travers des bornes de la valve Nodon pour servir de 'bobine d'excitation d'un interrupteur 50 à pôle unique, actionné électriquement, ledit in- terrupteur, avec une résistance 51 en série avec lui, étant là pour shunter l'enroulement de champ en série 2 du moteur.
Quand la machine fonctionne comme motrice, la valve Hodon laissera échapper la plus grosse partie du courant dudit bobinage il-8, de façon qu'il n'aura pas de tours d'ampérage suffisants pour fermer le circuit dérivant 50. Ici le circuit d'éclairage est sauvegardé en prévoyant sur l'arbre de l'interrupteur dérivant un interrupteur supplémentaire 47 qui s'ouvrira en même temps que l'interrupteur dérivant se fermera.Cet interrupteur, étant fermé, mettra en courtoircuit une résistance s en série avec le circuit d'éclairage m, ml et, quand ouvert, il laissera ladite résistance en circuit,de la même façon qu'il a déjà été décrit
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précédemment.
Dans chacun des équipements décrits ci-devant, l'excita- tion de la machine, quand elle est régénératrice, est nécessaire= ment maintenue par l'enroulement shunt. Comme une machine exci- tée en dérivation possède une caractéristique de chute et que la force du champ est de plus affaiblie par la faible quantité de caurant passant à travers l'enroulement en série, dû à l'im- possibilité de courtcircuiter absolument cet enroulement, l'ef- fet régénérateur ou de freinage n'est pas aussi bon que quand le voltage aux bornes de la machine dynamo-électrique, fonction- nant comme génératrice, est maintenu à une valeur nivelée, quel que soit le. montant de courant généré.
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Pour ce motif, la présente invention-Ef6fuJ?re;na:.û;r:r '\Íi.-aPOl3lbt!tt' illustré schématiquement dans la fig.14, au moyen duquel la ma- chine dynamo-électrique peut être maintenue à une caractéristique de nivellation ou de nivellation approximative, à l'aide de quelques tours d'un enroulement en série 53(désigné ci-âpres par enroulement en série auxiliaire),bobinés en une direction con- traire à l'enroulement en série principal 2 (désigné ci-après par enroulement en série original). Ces deux enroulement sont connectés l'un à l'autre en série. Sur l'axe d'un commutateur réverseur de courant, tel que celui décrit ci-devant avec réfé- rence à la figure 6, est fixé rigidement l'élément mobile 53 d'un' interrupteur à deux voies .
Cet interrupteur est isolé de flexible
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l'axe et connecté électriquement,à l'aide d'un conduete 54 , à la jonction entre l'enroulement en série original 2 ltenrou- lement en série auxiliaire 52. Les contacts fixes 55, 56 de l'in- terrupteur à deux voies sont connectés respectivement aux extré- mités extérieures des deux enroulement en série, de façon que, par l'action de l'interrupteur à deux voies, l'enroulement en sé- rie auxiliaire 52 est courtcircuité quand la machine dynamo- électrique est motrice et que l'enroulement en série original 2 est courtcircuité quand la machine est génératrice. Dans ce der-
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nier cas, le courant à travers l'enroulement en série auxi- liaire tendra à augmenter la force du champ maintenue par l'enroulement shunt.
Il sera nécessaire d'adapter un interrup- teur sur l'axe du commutateur réverseur du c:ourant, disposé de façon qu'il s'ouvre et introduise une résistance dans le circuit d'éclairage,de la même façon qu'il a décrit ci-devant.
Alternativement, la fermeture et l'ouverture des circuits peuvent être effectuées à l'aide d'un contacteur actionné l'aide d'un relai réverseur de courant, tel qu'il a été décrit avec référence à la fig.7, avec l'addition d'un autre internup- teur auxiliaire qui se fermera quand l'interrupteur contacteur principal s'ouvre pour courtcircuiter alors l'enroulement en série auxiliaire quand la machine dynamo-électrique est motrice.
Par le dispositif décrit immédiatement ci-devant, la vitesse, à laquelle la machine dynamo-électrique voudrait conti- nuer à régénérer, sers réduite, étant donné que l'effet du courant à travers l'enroulement en série sera ajouté à celui de l'enroulement shunt.
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"Improvements to vehicles powered by 11 electricity.
The present invention relates to vehicles propelled by electricity, in which the propulsion motor is a compound dynamo-electric machine of the type which becomes a generator when its opposing electro-motive force exceeds that of the power source. current.
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The object of the present invention is inter alia to prevent the production of sparks during the reversal of the direction of the current and, when the machine is working as a generator, to protect the lighting circuit against an untimely increase in voltage and voltage. maintain the field strength of the machine against the demagnetizing effect of the current flowing back through the series winding, so as to allow the machine to function as an effective brake when the vehicle is descending a steep slope or is found to be retarded while driving level.
According to the invention, the production of sparks is prevented during the reversal of the direction of the current by an arrangement whereby the current reversing mechanism cannot be operated until the pedal lever is in its neutral position. or inoperative, with the entire series resistor in circuit with the series field winding, and the armature winding, and the circuit being interrupted.
An untimely increase in voltage across lc. The lighting circuit, when the machine is operating as a generator, can be prevented by means of an additional high resistance, arranged so as to be inoperative while the current is supplied to the machine, but which is automatically switched on with the shunt resistor when the power supply to the machine is cut during u17e the machine is operating as a generator.
However, devices can be incorporated for the. protection of the lighting circuit under the aforementioned conditions, with the devices described below, to maintain the field strength of the machine when the latter is operating as a generator.
In the accompanying schematic drawings, Figures 1, 2 and 3 each show a dynamo machine.
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electric of the kind in question, with these control devices seen respectively in the neutral, forward and reverse positions;
1: figure 4 shows an alternative method for shorting and opening the circuit of the additional resistor, figure 5 shows a modified arrangement of the control devices, in which the active contactors are dropped.
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Figure 6 illustrates a method of maintaining the machine field strength and protecting the lighting circuit during regeneration; FIG. 7 is a similar view showing a variant;
Figure 8 shows a current reversing switch; FIG. 9 is an end view of the armature axis of the switch with its associated switch mechanism; FIG. 10 shows a current reversing relay; Figures 11, 12, 13 and 14 each show other arrangements for maintaining machine field strength during regeneration.
In a vehicle propelled by electricity, with the intervention of a dynamo-electric compound machine, the machine is controlled by a reversing switch 9 and a resistance controller 22 for starting and stopping. gear switch. The reversing switch is actuated by a lever 13 which can occupy two extreme positions, figs.2 and 3, for forward and reverse gear, and an intermediate or neutral position, fig.l.
The resistance controller is actuated by a pedal 24 against the action of a spring. The reversing lever and the pedal are engaged by the intervention of the parts 29, 31 engaged one in the other and arranged so that the reversing lever is free only when the pedal is completely.
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retracted, the iijotj / ur circuit being interrupted: remove all the resistors in series 4 connected e: 1'1 liE.; ne and so that 1 pedal is free to be fully lowered ul1Îqu8jjC, a: t
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when the reversing lever has been brought to the forward position,
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fig. 2, and remains free to be partially lowered c,:, l1.urd the reversing lever has been placed on the opposite side,: zy.5.
In 1. forward position, fig. 2, the first gate 111, 1 ;; ouTrc; #; ei; t of the pedal operates, with the help of a controller oath 21, to complete the elected circuit motor through a controller, ct6ur 16 and 3. & a which is in series and to cut IJ1: cgrS8iY6lHnt 1 "" resistance in series by contactors 16 ..... lcî ". The second part of the movement of the pedal, E. with the aid of a coTrkro- ous segment 7, gradually brought the resistance 5 into the derivative choup 3. In the reversed walking position,: ci, .3, le:; / d.81E. Is removed from go beyond the first part of its movement by the intervention of the engaged parts 29, 31.
In order to protect against an untimely increase in voltage during regeneration, a contactor 16 is provided, arranged to automatically open, in the event of a break or of the power supply being interrupted, a high additional resistance.
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silence, being thereby connected in circuit with the flesh ,,, in shunt.
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The contactor switch 16, which operates to conr'G0i '!' - cook and open the circuit of the resistor su; lérnex'4w;: r, -E2,. can, as shown in: ,,. F, be connected, by i: 1 # d
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articulation z in fusolallte material, with the oontsoteur 16 of iagoi =
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to be actuated by it.
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The sections of the starting resistor 4 1; ', 0; uv: s'; t ê CJ: 0 directly connected to the stationary contacts and .in this 31. "8) when the contactor segment 21 will form a cellar contact 7¯c. '30.'" t (; ,, 1 z "il as a result, the aontactenr 36 = -: will cause the connection of the far end of the rexi. st series 4 to the same pole as that to which the segment 21 is connected and
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will cause contactor 37 to short the additional resistor 32. When the power supply circuit is thereby interrupted, contactor 36x opens and moves the contactor.
37 in its open position, thereby bringing the additional resistor 32 on to reduce the current through shunt coil 3.
In order to maintain the field strength of the machine during regeneration, so that sufficient current will then be returned to the power supply line to allow the machine to function effectively as a brake, it is devices are provided responsive to the change of direction of the current through the series field winding, this device being adapted to short-circuit said winding when the machine is operating as a generator and to open the circuit of said winding when the machine is operating as a motor.
An equipment meeting this purpose is illustrated in fig. 6, in which o designates the moving contact and c1, 02 the fixed contacts of a switch adapted to close the circuit of a drift resistor (shnnting) d1 through the ends of the Main Series Field Un- bearing 2 when the machine begins to operate as a generator.
r is the moving contact and r1, r are the fixed contacts of another suitable switch, in the closed position, to connect the two conductors m, m1 of the lighting circuit and short-circuit a resistor 8 connecting the two aforementioned conductors m, m1 and, this switch being open, it is adapted to open said short circuit and bring the resistor s into an effective circuit with said conductors when the machine becomes a generator. t is one of the windings of a reversing current switch, arranged in circuit with the armature 1 and the main series field winding 3 in which the current direction is reversible, and u denotes
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the other winding of said switch, winding arranged in circuit with the shunt field winding 3 in the cruel.
the current direction is not reversible, or connected with poles 6 and 7. The winding t can generally be made of a thick cable so as to offer very little resistance to the current which passes through it. The movable element or armature of the current reversing switch is arranged to control the position of the movable contacts o and r, such that when the machine is operating as a motor and current is flowing through it. field winding in series 2 and through the relay winding revsrssur current t, in the direction shown by.
the arrow x, the contact of the switch o will be kept in such a position that the circuit will be open in the shunting resistor d1 of the field winding in series 2 and the moving contact of the switch r will be kept in its position. closed position to short-circuit resistance s in lighting circuit k.
When, however, the machine starts to operate as a generator, and the direction of the current in the armature winding, the series field winding 2 and the switch winding 2 is consequently reversed, the switch armature will close. 'movable switching member o and will thus close' the circuit of the shunt-ing resistor d1 to reduce or practically eliminate the demagnetizing effect of the field winding in series 2 and, - at the same time, the switch contact r will be open and will bring resistor s into effective circuit with lighting circuit k, m, m1, n.
In figs.8 and 9 it is illustrated a construction. a current reversing switch suitable for the stated purpose. It comprises a magnetic core v, on which the aforesaid winding t is wound, a double armature T w, on which the aforementioned winding u has been wound., And two movable contacts o and r connected to the shaft armature wl and cooperating respectively
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with fixed contacts c1 o2 and r1, r2. The arrangement is such that normally the armature w with its shaft !: and contacts o and r are maintained in the position shown in the figures.
8 and 9, by a spring y, when the machine is running as a motor and current passes, in the direction of the arrow (fig. 6), through the machine armature 1, the field winding in se- rie 2 and the switch winding t, so as to keep the contact o open, and the contact 'r closed. When however the direction of said current is reversed, the switch armature w will move by the combined action of the windings'! and u and against the action of the spring y, to a position in which the contact r will be brought into its open position, to disconnect the contacts r1, r2 and so that the contact o will be brought into the closed position to connect the contacts c1, 02, for the purpose described above.
In the modified equipment, illustrated in figo7, the aforesaid movable switching elements o and r are arranged to form part of a contactor whose winding circuit 40 is arranged to be closed through the supply poles. current 6 and 7 by a switch 41, 41a actuated by a current reversing relay, when the machine begins to operate as a generator. Figure 10 shows a construction of a current reversing relay suitable for this work.
It comprises a magnetic core 42 on which the relay winding in series t is wound and which comprises pole extensions 42a and 42b, extensions between which is placed and erected a pivoted armature 41 of magnetic material, armature which can be surrounded and polarized by the shunt winding u of the relay.
The armature 41 is arranged to be connected to one of the current supply poles, for example 6, or in particular through the conductor ml of the lighting equipment and it constitutes the contact. mobile 41 of the switching device illustrated in FIG. 7, the other stationary contact 41a of such a device
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switch being connected, by means of contactor winding 40, to the other power supply polo 7.
The arrangement is such that, when the machine is operating as a motor, the armature 41 is held in its open position against a stop 43 by a spring 44, so that the circuit of the contactor winding 40 is opened and that the contacts o and r are maintained in the position illustrated in fig. 7, position in which the circuit of the shunting resistor d1 is open and in which the resistor s is short-circuited.
When the machine starts to work with the generator, the current reversing relay will work so as to force the polarized armature 41 to move and press against the relay contact 41a to close the circuit of the contactor coil 40 and thereby causing the contact o to close the circuit of the shunting resistor d1 while the switch contact r will move and open the short circuit of the resistor s, for the purpose described above.
In an alternative equipment to automatically bypass the field winding in series of the electric motor, when it functions as a generator, one can make use of a Nodon valve, a metal rectifier or other device which would allow the current to flow freely in one direction but not in the other.
In the equipment illustrated in Fig. 11, this valve 45 has a resistor 46 in series with it and the combination is shunted with the series field winding 2, such that when the direction of current to through the champion series winding forces it to operate cumulatively with the shunt winding, that is to say that when the machine operates as a motor, practically no current can pass through the Nodon valve or its equivalent, but when the current through the series field winding is in the other direction and the machine is
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regenerative, the current follows two paths,
one through the field coil in series 2 and the other through the Nodon valve 45 with its resistor 46 'in series and the latter will form a bypass or shunt to the field coil. series, the amount by which the series field winding is shunted being controlled by the amount of resistance in series with the Eodon valve or its equivalent. It can be observed that by this arrangement the series field will not be shnnté when the machine is driving, but that it will be automatically bypassed when the machine is generating, thus reducing the effective number of revolutions in the series field. and, consequently, its demagnetizing effect.
In this case the vehicle lighting circuit is safeguarded against an excessive voltage when the machine is strongly regenerative, by means of a switch 47 actuated electrically and whose strong winding 48 is connected in series with the Nodon valve or its equivalent. and inserted between the latter and its resistance.
This switch is normally closed by a spring 49, but will be open when current passes through its winding.
In the closed position it will short-circuit a resistor s in series with the lighting circuit m, ml. It will be in this position when the main machine is driving, since in this case the Nodon valve will not let practically pass current. When the machine is working as a generator, the Nodon valve will let a strong current flow through the strong winding 48 of the electrically actuated switch, will cause the opening of this one by removing the short-circuit of the resistor s in series with the lighting circuit and thus preventing an undue increase in voltage across the lamps k.
As illustrated in fig. 12, the winding 48 of the switch 47 can be branched off with the Nodon valve 45 or its equivalent, in which case the potential difference across the field winding in series 2 , when the machine is driving, will cause sufficient current to flow
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through the winding 48 / of the electrically actuated switch, in order to close the latter.
When, during regeneration, the current is in the opposite direction, the Nodon valve will take most of the current, but there will be a very small potential difference across its terminals and switch 47 , seat, if necessary, by a light spring 49, will remain open for this reason, thus leaving the resistance s of the lamps on and thus the voltage across the lamps k will be kept within the safety limits . It is obvious that such a device could actuate two or more switches, so that one could operate a successive introduction of two or more resistors in series or in parallel.
Figure 13 shows a modified equipment in which. a Nodon valve or its equivalent is used to bypass the field winding in series. In this case the valve 45 is connected in series, with the main circuit, so that when the motor is regenerative, the valve would oppose the flow of current. A strong winding 48 is connected across the terminals of the valve. Nodon to serve as the energizing coil of an electrically actuated single pole switch 50, said switch, with resistor 51 in series with it, being there to bypass the series field winding 2 of the motor.
When the machine is operating as a motor, the Hodon valve will let out most of the current from said winding il-8, so that it will not have sufficient turns of amperage to close the bypass circuit 50. Here the circuit d The lighting is saved by providing on the shaft of the bypass switch an additional switch 47 which will open at the same time as the bypass switch closes. This switch, being closed, will short-circuit a resistor s in series with the lighting circuit m, ml and, when open, it will leave said resistor on, in the same way as has already been described
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previously.
In each of the items of equipment described above, the excitation of the machine, when it is regenerative, is necessarily maintained by the shunt winding. As a shunt-excited machine has a fall characteristic and the field force is further weakened by the small quantity of caurant passing through the series winding, due to the impossibility of absolutely short-circuiting this winding , the regenerative or braking effect is not as good as when the voltage across the terminals of the dynamo-electric machine, operating as a generator, is kept at a level value, regardless of the. amount of current generated.
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For this reason, the present invention-Ef6fuJ? Re; na: .û; r: r '\ Íi.-aPOl3lbt! Tt' schematically illustrated in fig. 14, by means of which the dynamo-electric machine can be maintained to a leveling or rough leveling characteristic, using a few turns of a 53 series winding (hereinafter referred to as an auxiliary series winding), wound in a direction opposite to the main series winding 2 (hereinafter referred to as original series winding). These two windings are connected to each other in series. On the axis of a current reversing switch, such as that described above with reference to FIG. 6, is rigidly fixed the movable element 53 of a two-way switch.
This switch is insulated with flexible
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the axis and electrically connected, by means of a conduete 54, to the junction between the original series winding 2 and the auxiliary series winding 52. The fixed contacts 55, 56 of the two-way switch channels are connected respectively to the outer ends of the two series windings, so that, by the action of the two-way switch, the auxiliary series winding 52 is short-circuited when the dynamo-electric machine is driving and that the original series winding 2 is short-circuited when the machine is a generator. In this last
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Otherwise, the current through the auxiliary series winding will tend to increase the field strength maintained by the shunt winding.
It will be necessary to fit a switch on the axis of the current reversing switch, arranged so that it opens and introduces a resistance into the lighting circuit, in the same way that it has. described above.
Alternatively, the closing and opening of the circuits can be carried out using a contactor actuated using a current reversing relay, as has been described with reference to fig. 7, with the addition of another auxiliary switch which will close when the main contactor switch opens to then bypass the auxiliary series winding when the dynamo-electric machine is driving.
By the device described immediately above, the speed at which the dynamo-electric machine would like to continue regenerating is reduced, since the effect of the current through the series winding will be added to that of the 'shunt winding.