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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.