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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
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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-
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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 .
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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 .
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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 .
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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 .