<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif de démarra automatique pour véhicules à moteurs électriques
L'invention est relative à un dispositif de démarrage automatique pour véhicules à moteurs électriques , tels que les tramways et trains .
Dans les tramways , le démarrage est effectué manuellement, en ce sens que -le conducteur déplace la manette de démarrage sur plusieurs plots successifs des résistances protégeant les moteurs ou série de deux moteurs couplés en série .
Ensuite le conducteur passe -du dernier plot " série " au premier plot " parallè- le " ce qui a pour effet de passer du couplage des moteurs en série , au couplage en parallèle . Enfin et toujours manuellement , le conducteur passe successive - mont sur les divers plots " parallèle " qui correspondent aux résistances porte- géant les moteurs couplés en parallèle les moteurs atteignent ainsi leur vi- tesse au bout d'un temps relativement long et avec une grande perte de courant dans les résistances
Pour remédier, à ces inconvénients ,
on a déjà proposé d'utiliser des dis- positifs qui effectuent automatiquement toutes les opérations indiquées ci-des- sus mais ces dispositifs sont.complexes et la réduction de la perte par effet
<Desc/Clms Page number 2>
Joule dans les résistances est insignifiante .
Suivant la présente invention , on prévoit de remédier à ces inconvénients par un dispositif simple dans lequel l'action du conducteur se borne à la ma noeuvre d'une manette à deux positions , ou dans certains cas à trois positions au maximum .
A cet effet , les moteurs ou série de deux moteurs sont connectés en parallèle ou en série , d'une manière permanente , tandis qu'une manette à deux positions commande d'une part l'interrupteur principal ( line-breaker) alimentanten courant les moteurs et , d'autre part , l'interrupteur du circuit d'un ser- vo-moteur qui actionne le rhéostat de démarrage des moteurs .
Pour rendre ce démarrage possible avec les moteurs connectés en parallèle ou en série , d'une manière permanente , il y a lieu d'agir sur le rapport d'engrenage entre les moteurs et l'essieu du véhicule et éventuellement sur le bobinage des moteurs .
Eventuellement , on renforce également l'excitation des moteurs en augmentant le nombre de tours des enroulements " série " existants ou en ajoutant un enroulement shunt supplémentaire , d'une manière bien connue en soi ,
Le démarrage s'effectue ainsi automatiquement par le dispositif simple décrit ci-après , en supprimant le fonctionnement en série suivi du fonctionnement en parallèle et en n'opérant qu'avec les moteurs couplés en permanence , soit en série soit parallèle .
D'autres détails et particularités apparaitront au cours de la description de ce dispositif qui est donnée à titre explicatif et non limitatif .
La figure 1 est un schéma de montage général de deux moteurs d'un véhicule électrique , tramway ou train , alimentés par une ligne électrique , les deux moteurs étant montés en parallèle . La figure 2 représente schématiquement le dis- positif de démarrage automatique , objet de la présente invention .
La figure 3 montre le schéma général de montage de deux moteurs d'un véhicule électrique dans le cas où les deux moteurs sont montés en série .
Les divers éléments correspondants sont désignés par les mêmes chiffres de référence , dans les diverses figures . A la figure 1, le courant de ligne arrivant en 2 alilmente les deux moteurs connectés en parallèle,au travers de l'inter-
<Desc/Clms Page number 3>
rupteur principal (line breaker) 3 et d'un régulateur 4 dont la fonction sera exposée plus loin .
Le courant est réglé au moyen des résistances de démarrage 1 et d'un rhéostat 6 actionné par le dispositif de démarrage automatique décrit à la figure 2 sont les induits et µ. les inducteurs ( électros) des deux moteurs mis à la terre , 9 sont les résistances de shuntage de ces inducteurs Le courant dans les inducteurs et la vitesse finale est réglée au moyen du rhéostat 10, âpres mise hors circuit des résistances de démarrage 7. Lerhéostat 10 est actionné tout comme le rhé- ostat 6 par le dispositif de démarrage automatique décrit à la figure 2 , et ainsi qu'expliqué ci-après .
A la figure 2 , 12 désigne l'interrupteur du circuit d'un servo-moteur 13 alimenté par une batterie 14 chargée par le réseau d'alimentation de la ligne desservant les moteurs du véhicule ou du train . Le servo-moteur pourrait aussi être alimenté directement par le courant de la ligne .
La fermeture de l'interrupteur 12 est provoquée par la f ermeture d'une manette à deux positions (non représentée ) et qui provoque en même temps l'enclan- chement de l'interrupteur principal 3,( ( figure I) (line breaker) alimentant en cou- rant les deux moteurs disposés en parallèle dont les électros sont schématisés en 8 et correspondent aux électrcs 8 de la,figure I .
La fermeture de l'interrupteur 12 provoque'la mise en marche du servo-motour 13. Ce servo-moteur entraine en rotation , par le pignon 15, une roue dentée 15' munied'un porte-balai 16 qui coopère avec un collecteur fixe ,6-10 dont les lamolles successives constituent, d'une part les plots du rhéostat de démarrage 6 et ' d'autre part ' les plots du rhéostat de shuntage 10 ( voir figure 1 et 2.)
Lorsque le porte-balai est arrivé en fin de course , c'est-à-dire dans la position représentée , il ferme à l'aide d'une partie conductrice intermédiaire 17, le contact 18, ce qui a pour effet d'actionner le solénoide 19, contre l'action d'un ressort de rappel 20 ,
ce qui a pour effet d'ouvrir le contact 21 et de couper le courant du servo-moteur 13
En même temps le fer du solénolde 13 provoque le verrouillage de la roue dentée 15'et du porte-balai 16 , comme représenté en pointillé .
Facultativement on peut prévoir ,en outre ,un dispositif mécanique qui débraye la roue dentée 15' et le pignon 15 lorsque le circuit du servo-moteur est coupé .
<Desc/Clms Page number 4>
Lorsque le conducteur du véhicule met la manette à deux positions ( non représentée ) dans la deuxième position ou position d'ouverture , il déclanche l'in- terrupteur principal 3.( ( figure I) et en même temps il ouvre l'interrupteur 12.
De ce fait , et sous l'action du ressort de rappel 20, le solénoide revient à sa position première figurée en traits pleins , libère la roue dentée 15' et sous l'action d'un ressort de rappel 21 dont l'importance peut-être diminuée en ayant recours à un dispositif électro-magnétique agissant dans le 'même sens , la roue dentée 15' revient à sa position de départ , prête pour une nouvelle manoeuvre de démarrage automatique .
Le courant principal provenant de la ligne 2 ( figure I ) et qui traverse le régulateur 4 d'un genre connu , à résistance liquide variable ou d'une autre espèce règle le courant en 22 , dans le circuit du servo-moteur en fonction du courant principal .
Ainsi si le courant dans la ligne augmente , la vitesse du servo-moteur est diminuée et inversement .
En cas de nécessité d'un effort de traction supérieur à l'effort normal l'action de ce régulateur peut-être éliminée momentanément .
Ce régulateur peut également servir de limitateur de courant et provoquer le déclanchement de l'interrupteur principal ± , on cas de courants exagérés .
Le dispositif de démarrage automatique décrit à la figure 2 est applicable également lorsque les deux moteurs du véhicule sont couplés en série d'une manière permanente .
Un tel couplage est schématisé à la figure 3 ,les éléments correspondants à ceux de la figure 1 étant désignés par ces mêmes chiffres de référence . Dans ce cas on supprime la marche en parallèle et le passage de la marche en série en marche en parallèle . Le schéma de la figure 3 représente les induits montés en série , suivis des électros en série , le rhéostat 10 servant pour les doux moteurs représentés . Il est évident que l'on peut faire le montage de chaque induit en série avec ses électros, mais dans le rhéostat doit être dédoublé ,
Ainsi qu'il a été dit au\début de la description , la manette à deux positions qui est seule manoeuvrée par le conducteur , peut-être prévue avec une troisièpe position .
<Desc/Clms Page number 5>
En effet , dans certains cas il est nécessaire de prévoir un freinage électrique du véhicule ( freinage rhéostatique ) comme il en existe déjà pour de nombreux tram- ways et trains .
Dans ce cas , et pour l'application du dispositif de démarrage àutomatique qui vient d'être décrit , il y a lieu de prévoir une troisième position de la ma- nette qui réalisera : I) L'ouverture de l'interrupteur principal et mise hors circuit du régulateur 4 .
2) La fermeture d'un contact relié à la batterie et alimentant une valve electro'- pneumatique ou electro-magnetique d'un genre connu .
Cette valve actionne un cylindre ou tambour à contact qui réalise l'inversion des connexions entre induits et inducteurs pour obtenir le freinage rhéostatique par les méthodes bien connues dites " du fil d'équilibre " ou des champs croisés En même temps , dans cette troisième position ,l'entrée des résistances sera misé à la terré ..
Ce même cylindre ou tambour pourra être prévu pour réaliser l'exclusion d'un moteur ou groupe de moteurs en cas d'avarie , ainsi que l'inversion du sens de mar- che , La réalisation de ces deux fonctions , peut-être effectuée d'une manière tout à fait analogue à celle utilisée actuellement dans les dispositifs de démarrage à la main ,d'un genre bien connu .
Mais en outre , dans la troisième position, la dite manette réalisera la fermeture de l'interrupteur 12 (figure 2) provoquant ainsi la mise en marche du servo-moteur pour l'exclusion des résistances , comme dans le cas de la marche , en réalisant ainsi en quelque sorte , le freinage progressif de manière automatique .
Le dispositif de démarrage automatique décrit , présente outre sa.grande sim- plicité, l'avantage de réduire les pertes d'énergie par effet Joule , dans les ré- s oit sistances, grâce à la suppression/de la marche en série , soit de la marche en parallèle . De plus , il procure une augmentation de l'effet de traction due à une moindre variation pendant le démarrage et par conséquent on arrive à une meil- leure utilisation des moteurs d'une puissance donnée . Les moteurs anciens peuvent ainsi être mieux adaptés aux vitesses moyennes plus élevées .
Enfin , de dispositif augmente le confort des voyageurs par la suppression des à-coups .
<Desc/Clms Page number 6>
Il est évident que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et que bien des modifications peuvent être apportées à la forme , la constitution ou le genre des éléments intervenant dans sa réalisation , sans pour celà sortir du cadre du brevet .
<Desc / Clms Page number 1>
Automatic starting device for vehicles with electric motors
The invention relates to an automatic starting device for vehicles with electric motors, such as trams and trains.
In trams, starting is performed manually, in the sense that the driver moves the starting lever on several successive pads of resistors protecting the motors or series of two motors coupled in series.
Then the conductor passes from the last "series" pad to the first "parallel" pad, which has the effect of changing from the coupling of the motors in series to the coupling in parallel. Finally and always manually, the driver passes successively - mounted on the various "parallel" pads which correspond to the door resistors - the motors coupled in parallel the motors thus reach their speed after a relatively long time and with great current loss in resistors
To remedy these drawbacks,
it has already been proposed to use devices which automatically perform all the operations indicated above, but these devices are complex and the reduction of the loss by effect
<Desc / Clms Page number 2>
Joule in resistance is insignificant.
According to the present invention, provision is made to remedy these drawbacks by a simple device in which the action of the driver is limited to the operation of a lever with two positions, or in certain cases with three positions at most.
For this purpose, the motors or series of two motors are connected in parallel or in series, permanently, while a two-position lever controls on the one hand the main switch (line-breaker) supplying current to them. motors and, on the other hand, the circuit breaker of a servo motor which activates the motor starting rheostat.
To make this starting possible with the motors connected in parallel or in series, permanently, it is necessary to act on the gear ratio between the motors and the vehicle axle and possibly on the motor winding. .
Optionally, the excitation of the motors is also reinforced by increasing the number of turns of the existing "series" windings or by adding an additional shunt winding, in a manner well known per se,
Starting is thus carried out automatically by the simple device described below, by eliminating series operation followed by parallel operation and only operating with motors permanently coupled, either in series or in parallel.
Other details and features will appear during the description of this device which is given for explanatory and non-limiting purposes.
FIG. 1 is a general assembly diagram of two motors of an electric vehicle, tram or train, supplied by an electric line, the two motors being mounted in parallel. FIG. 2 schematically represents the automatic starting device, object of the present invention.
FIG. 3 shows the general assembly diagram of two motors of an electric vehicle in the case where the two motors are connected in series.
The various corresponding elements are designated by the same reference numerals in the various figures. In figure 1, the line current arriving at 2 supplies the two motors connected in parallel, through the inter-
<Desc / Clms Page number 3>
main breaker (line breaker) 3 and a regulator 4, the function of which will be explained below.
The current is regulated by means of the starting resistors 1 and of a rheostat 6 actuated by the automatic starting device described in FIG. 2 are the armatures and µ. the inductors (electros) of the two earthed motors, 9 are the shunt resistors of these inductors The current in the inductors and the final speed is regulated by means of the rheostat 10, after switching off the starting resistors 7. The heostat 10 is actuated just like the rheostat 6 by the automatic starting device described in FIG. 2, and as explained below.
In FIG. 2, 12 denotes the circuit switch of a servomotor 13 supplied by a battery 14 charged by the supply network of the line serving the engines of the vehicle or of the train. The servo motor could also be supplied directly from the line current.
The closing of the switch 12 is caused by the closing of a two-position lever (not shown) and which at the same time causes the engagement of the main switch 3, ((figure I) (line breaker ) supplying current to the two motors arranged in parallel, the electros of which are shown schematically at 8 and correspond to the electrcs 8 of FIG. I.
The closing of the switch 12 causes the starting of the servo-motor 13. This servo-motor drives in rotation, by the pinion 15, a toothed wheel 15 ′ provided with a brush holder 16 which cooperates with a fixed collector , 6-10, the successive lamoles of which constitute, on the one hand the pads of the starting rheostat 6 and 'on the other hand' the pads of the shunt rheostat 10 (see FIGS. 1 and 2.)
When the brush holder has reached the end of its travel, that is to say in the position shown, it closes, using an intermediate conductive part 17, the contact 18, which has the effect of actuating the solenoid 19, against the action of a return spring 20,
which has the effect of opening contact 21 and cutting off the current to the servomotor 13
At the same time the iron of the solenoid 13 causes the locking of the toothed wheel 15 ′ and of the brush holder 16, as shown in dotted lines.
Optionally, a mechanical device may also be provided which disengages the toothed wheel 15 'and the pinion 15 when the servomotor circuit is cut.
<Desc / Clms Page number 4>
When the driver of the vehicle puts the two-position lever (not shown) in the second position or open position, he releases the main switch 3. ((figure I) and at the same time he opens the switch 12. .
Therefore, and under the action of the return spring 20, the solenoid returns to its first position shown in solid lines, releases the toothed wheel 15 'and under the action of a return spring 21, the importance of which can -be reduced by using an electromagnetic device acting in the same direction, the toothed wheel 15 'returns to its starting position, ready for a new automatic starting maneuver.
The main current coming from line 2 (figure I) and which passes through the regulator 4 of a known type, with variable liquid resistance or of another species, regulates the current at 22, in the circuit of the servomotor according to the main stream.
Thus if the current in the line increases, the speed of the servomotor is reduced and vice versa.
If a traction force greater than the normal force is required, the action of this regulator may be temporarily eliminated.
This regulator can also serve as a current limiter and trigger the main switch ±, in the event of exaggerated currents.
The automatic starting device described in FIG. 2 is also applicable when the two engines of the vehicle are permanently coupled in series.
Such a coupling is shown diagrammatically in FIG. 3, the elements corresponding to those of FIG. 1 being designated by these same reference numbers. In this case, parallel operation and the passage from series operation to parallel operation are eliminated. The diagram of FIG. 3 represents the armatures mounted in series, followed by the electros in series, the rheostat 10 serving for the soft motors shown. It is obvious that we can make the assembly of each armature in series with its electros, but in the rheostat must be doubled,
As stated at the beginning of the description, the two-position lever which is the only one operated by the driver, may be provided with a third position.
<Desc / Clms Page number 5>
In fact, in certain cases it is necessary to provide electric braking of the vehicle (rheostatic braking) as it already exists for many trams and trains.
In this case, and for the application of the automatic starting device which has just been described, it is necessary to provide a third position of the handle which will carry out: I) Opening of the main switch and setting regulator switched off 4.
2) The closing of a contact connected to the battery and supplying an electro-pneumatic or electro-magnetic valve of a known type.
This valve actuates a contact cylinder or drum which reverses the connections between armatures and inductors in order to obtain rheostatic braking by well-known methods called "the balance wire" or crossed fields At the same time, in this third position , the entry of resistance will be put to the ground ..
This same cylinder or drum may be provided to achieve the exclusion of a motor or group of motors in the event of damage, as well as the reversal of the direction of travel. These two functions may be performed. in a manner entirely analogous to that currently used in manual starting devices of a well-known type.
But in addition, in the third position, said lever will close the switch 12 (figure 2) thus causing the actuation of the servomotor for the exclusion of resistors, as in the case of walking, in thus realizing in a way, the progressive braking in an automatic way.
The automatic starting device described has, in addition to its great simplicity, the advantage of reducing energy losses by the Joule effect, in the resistors, thanks to the suppression / of the operation in series, ie parallel walking. In addition, it provides an increase in the pulling effect due to less variation during start-up and therefore better utilization of motors of a given power is achieved. Older motors may thus be better suited to higher average speeds.
Finally, the device increases passenger comfort by eliminating jerks.
<Desc / Clms Page number 6>
It is obvious that the invention is not limited to the embodiment described and shown and that many modifications can be made to the form, the constitution or the type of the elements involved in its realization, without going beyond the scope of the patent.