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BREVET d'INVENTION au nom de Oswald , Remel DE WANNEMAEKER Dispositif de démarrage automatique pour véhicules à moteurs électriques .
L'invention est relative à un dispositif de démarrage automatique pour véhi- cules 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 Il série " au premier plot "pa- rallèle " ce qui a pour effet de passer du couplage des moteurs en série , au cou- plage en parallèle .
Enfin et toujours manuellement le conducteur passe succes- s sivement sur les divers plots " parallèle " qui correspondent aux réistances pro- tégeant les moteurs couplés en parallèle ; les moteurs atteignent ainsi leur vitesse au bout d'un temps relativement long et avec une grande perte d'énergie 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-dessus , mais ces dispositifs sont complexes et la réduction de la perte par effet Joule
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dans les résistances est insignifiante ,
On a déjà proposé,pour remédier à ces inconvénients,des dispositifs dans lesquels l'action du conducteur se borne à la manoeuvre d'une manette à deux ou trois positions .
A cet effet ; il a été prévu de connecter en parallèle ou/en série d'une manière permanente , les moteurs ou série de moteurs tandis qu'une manette à deux positions commande , d'une part , l'interrupteur principal ou " line- breaker" alimentant les moteurs en courant et , d'autre part , l'interrupteur du circuit d'un servo-moteur qui actionne le rhéostat de démarrage des moteurs .
Suivant la présente invention , on prévoit un dispositif dedémarrage automatique dans lequel le rhéostat de démarrage des moteurs est commandé par un électro-aimant ou un moteur alimenté par le courant de ligne de telle manière que au fur et à mesure que le rhéostat dos moteurs élimine les résistances des moteurs des résistances sont intercalées dans le circuit du dit electro-aimant ou moteur
Suivant une forme de réalisation de l'invention / 1 le porte balai du rhéostat des moteurs est rendu solidaire du porte balai ou de la manette d'un rhéostat intercalé dans le circuit du dit électro-aimant et ce de telle manière que leurs déplacements soient conjugués ,
c'est-à-dire que lorsque le porte balai du rhéostat des moteurs est déplacé du premier vers le dernier plot 4 celui de l'elec- tro-aimant est déplacé du dernier vers le premier plot de son rhéostat propre .
Suivant une autre particularité de l'invention , on prévoit de commander le rhéostat de démarrage des moteurs à l'aide d'un pistonreliés aux compresseurs d'air des véhicules dont l'aspiration est contrôlée .
D'autres détails et particularités de l'invention apparaitront au cours de ladescription des déssins annexés donnés à titre explicatif et non limitatif .
La figure 1 montre schématiquement une forme de réalisation électrique du dispositif de démarrage selon l'invention .
Les figures 2 et 3 sont relatives à une autre forme de réalisation de l'invention .
La figure I est un schéma de montage général de deux moteurs d'un véhicule électrique , tramway ou train alimenté par une ligne électrique , les deux moteurs étant montés en parallèle . 2 sont les induits et 3.les inducteurs , mis à la t erre .
Le démarrage est réglé à l'aide des résistances dedémarrage 4 ot d'un rhéostat
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5 dont le porte-balai est schématisé en 6. Ce porte balai est représenté en po- sition initiale , c'est-à-dire sur le premier plot , toutes les résistances 4 étant intercalées . Ce porte-balai 6 peut-être déplacé suivant le sent de la flè - che jusque sur son dernier plot où il élimine toutes les résistances 4 .
A cet effet , ce porte-balai est commandé par un électro-aimant 7 alimenté en 8 par le courant de la ligne 9 .
Le circuit de l'electro-aimant 7 comporte des résistances 10 et un rhéostat 11 dont le porte-balai est schématisé en 12 .
Le porte-balai ou manette 12 est solidaire du porte-balai 6 ,mais leurs mouvements sont conjugués ,c'est-à-dire que lorsque le porte-balai 6 se trouve comme représenté ,sur le premier plot de son rhéostat 5 le porte-balai 12 se trouve sur le dernier plot de son rhéostat 11 , où comme représenté , il élimine toutes les résistances 10 . De plus lorsque le porte-balai 6 se déplace vers son dernier plot le porte-balai 12 se déplace dans le sens de la flèche vers son premier plot , position où il intercale par 13 , toutes les résistances 10, dans le circuit de l'eloctro 7
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Lorsque l'on ferme l'interrupteur principal ou " line-breaker " 14, le passage du courant provoque la mise en marche des moteurs .
Au moment du démar- rage la différence de potentiel entre le point 8 et la terre de l'electro 7 est insuffisante pour provoquer l'actionnement de l'electro . Après démarrage des moteurs , le courant diminuant dans les résistances 4 , le potentiel du point 8 , augmente et le courant dans l'elecro 7 devient suffisant pourl'actionner , ce qui dans chaque cas.particulier peut-être aisément obtenu par un nombre de spires adéquatdans l'electro 7 . Cet actionnement de l'electro provoque le dé- placement du porte-balai sur le deuxième plot .
A ce moment le potentiel en 8 diminue et l'electro 7 s'arrête . Ensuite la vitesse des moteurs augmente , le potentiel en 8 augmente à nouveau le même phénomène se reproduit et le porte balai est déplacé'sur le troisième plot et ainsi de suite .
Le fonctionnement résulte donc de la variation de l'intensité de cou- @ rant dans les moteurs 2 , pendant le démarrage .
D'autre part le porte-balai 12 solidaire du porte balai 6 se dé- place également et intercale progressivement les résistances 10 dans le circuit de l'electro 7 .
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De cette manière , l'augmentation du voltage en 8 , et dans l'electro-aimant par l'exclusion des résistances 4 , est combattue par cet intercalage progressif des résistances 10 do sorte que le courant dans l'electro-aimant 7 est maintenu entre deux limites constantes .
Lorsque les porte-balais 6 et 12 sont arrivés en fin de course , ils peuvent être maintenus dans cette position par un dispositif de verrouillage , qui les libère lorsqu'on ouvre l'interrupteur 14 .
Sans dispositif de verrouillage , on peut prévoir que en fin de course les porte-balais provoquent l'enclanchement d'un contactour 15 par où passe le courant principal ce qui met hors circuit les rhéostats 5 et 11. En même temps ce contacteur envoie du courant encens contraire dans l'electro 7 ,avec interposition d'une résistance qui peut-être constituée par une partie ou la totalité des résistances 10 , ce qui a pour effet de ramener l'electro 7 ot les porte balais 6 et 12 dans leur position initiale .
L'electro-aimant 7 peut-être d'un type quelconquerectiligne ou rotatif à noya'mobile et il peut déplacer les porte-balais par l'intermédiaire d'un mécanisme quelconque , crémaillère , cliquet , ou le noyau mobile peut-être fixé sur le même axe que les porte-balais .
Les rhéostats 5 et 11 peuvent alors être séparés par un disque isolant 16
L'electro-aimant7 peut-être remplacé par un servo-moteur calculé de façon à n'être actionné que par suite des susdites variations d'intensité dans les moteurs 2 ,
Figure I , les moteurs 2 sont représentés montés en parallèle , Ces moteurs peuvent toutefois être montés en parallèle avec champs croisés d ans le but de combattre plus efficacement le patinage dans des roues des véhicules au moment du démarrage .
Les moteurs 2 peuvent également être montés en série , mais dans ce cas pour éviter que , si au moment du démarrage , il se produit du patinage , ce qui pourrait provoquer le fonctionnement intempestif de l'electro ou du servo-moteur 7 , il est nécessaire de prévoir unifiai d'intensité , qui dans un tel cas provoque l'ouverture de l'interrupteur principal .
En fin de course , ce relai sera mis hors circuit par le porte-balai ou le contacteur 15 .
Suivant la forme de réalisation représentée figure 2, la commande par
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electroèaimant de la figure I est remplacée par une commande pneumatique à l'aide des compresseurs montés sur les essieux de la plupart des voitures et destinés à fournir l'air comprimé nécessaire au freinage ,
Ces compresseurs schématisés par le piston 20 débitent dans un réservoir principl 21 , au travers d'une valve de retenue 22 . Suivant l'invention , on prévoit de relier ces compresseurs par un conduit 23 , à la chambre d'un piston 24 munie d'un orifice 25 qui communique avec l'air libre .
La tige 26 du piston actionne à chaque course , une roue à cliquet ou un excentrique qui provoque led éplacement du porte-balai 6 des moteurs et , par con- séquent , le démarrage automatique ,
Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
Lorsque l'onferme l'interrupteur principal ou line breaker tel que l'inter- rupteur 14 représenté figure 1, le véhicule est mis en marche , le piston 20 des compresseurs aspire de l'air par le conduit 28 et débite cet air par le conduit 23 dans la chambre du piston 24 , ce qui a pour effet de déplacer ce pàston vers la gauche contre l'action du ressort antagoniste 27 , jusqu'au moment où la lu-, mière 25 est découverte , lequel ressort ramène le piston vers la droite après échappement de l'air sotrouvantdans la chambre du piston 24 ,
Ce déplacement du piston 24 a pour effet de déplacer le rhéostat des moteurs sur le plot suivant par l'intermédiaire dela tige 26 et d'une roue à cliquet: ou analogue .
L'aspiration du piston 20 est contrôlée par un pointeau 29 soumis , d'une part , à l'action du ressort 30 qui tend à ouvrir le dit pointeau au maximum et d'autre part , à l'action de la pression régnantdans le réservoir 21 , par l'intermédiaire du conduit 31 .
Lorsque la pression dans le réservoir 21 tend à dépasser la limite fixée , le pointeau 29 vient obturer l'aspiration au travers du conduit 28 , mais ce pointeau est muni de rainurestelles que 29a , de manière à ne jamais provoquer une obturation totale dela dite aspiration .
Le passage de l'air refoulé par le piston 20 au travers du conduit 23 est contrôlé par un tiroir 32 soumis , d'une part , à l'action d'un ressort 33 qui tend. à attirer le tiroir dans la position d'obturation et, d'autre part à l'action d'un electro-aimant 34 intercalé dans un circuit particulier dont question ci-après , et qui tend à attirer le tiroir dans la position de libre passage d'air dans le conduit 23 , lorsque son circuit est fermé .
Le circuit de l'electro-aimant comporte quatre contacts a, b; c, d,
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A l'arrêt, les contacts b, c, d sont normalement fermés et le contact a est commandé par l'interrupteur principal ou lino breaker tel que l'interrupteur 14 figure 1. Lorsque l'on ferme l'interrupteur principal , le contact a est fermé en même temps et le passage du courant dans l'electro 34 provoque l'ouverture du tiroir 32 dans la position représentée , permettant le passage de l'airdans le con- duit 23 . Le contact b est commandé par le porte-balai du rhéostat des moteurs et ce contact est ouvert en fin de course du porte balai , ce qui provoque la ferme- ture du tiroir 32 .
Le contact c est commandé par un relai d'intensité intercalé dans le circuit des moteurs et ce contact est ouvert , au cas où pour une raison fortuite , le courant passant par les moteurs dépasse la valeur fixée , ce qui provoque également la fermeture du tiroir 32 . Le contact d est commandé par un relai d'intensité à minima , taré à une valeur légèrement inférieure à celle admise pour le démarrage . Si donc pendant le démarrage et avant que le porte balai ne soit arrivé en fin de course , le courant traversant les moteurs descen- dait en dessous dela valeur normale prévue , par exemple en c as de patinage des roues duvéhicule , ce relai ouvrirait le contact d ,c e qui provoquerait égale- ment la fermeture du tiroir 32 .
Chacun des contacts a , b , c , et d est refermé lorsque lacause de son ouverture a disparu .
Pour le retour du porte-balai du rhéostat dedémarrage des moteurs , à la position zéro , on peut prévoir une commande electro-magnétique ou electro pneu- natique actionnée par l'interrupteur principal , lorsqu'il est lui-même remis à la position d'arrêt .
La disposition représentée figure 3 est une variante de ladisposition re- présentée figure 2 .
La chambre du piston 24 qui actionne une roue à cliquet , ou analogue provo- quant le déplacement du porte balai des moteurs , est alimentée par le conduit 35 relié au réservoir principal 21 . Le débit d'air eu travers du conduit 35 est contrôlé par un pointeau 29 . Ce pointeau est soumis , d'une part à l'action d'un ressort 36 qui tend à l'écarter de son siège et , d'autre part , à l'action d'un électro-aimant 37 qui tend à l'appliquer sur son siège lorsqu'il est excité lequel electro est commandé par un relai d'intensité intercalé dans le circuit des moteurs et qui est actionné lorsque le courant d ans les moteurs dépasse le maximum prévu .
Le passage de l'air dans le conduit 35, est en outre contrôlé par un ti-
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roir 38 soumis , d'une part , à l'action d'un ressort 39 qui tend à attirer le tiroir dans la position d'obturation et , d'autre part à l'action d'un electroaimant 40 intercalé dans un circuit particulier dont question ci-après et qui,tend à attirer le tiroir dans la position de libre passage d'air dans le conduit 35 lors- que son circuit est fermé . Le circuit de l'electro-aimant 40 comporte deux contacts a , b , le contact b étant normalement fermé à l'arrêt . Le contact a est commandé par l'interrupteur principal tel que l'interrupteur 14 de la figure I et lorsque l'on ferme cet interrupteur le contact a est fermé en même temps et l'electro 40 provoque l'ouverture du tiroir 38 .
Le contact b est commandé par le porte balai du rhéostat des moteurs et ce contact est ouvert en fin de course du porte balai ce qui provoque la fermeture du tiroir 32 . Le retour à zéro du porte-balai du rhéostat des moteurs peut-être réalisé de la même manière que dans le cas de la figure 2 .
La forme de réalisation représentée figure 3 convient spécialement pour les véhicules dans lesquels l'installation pneumatique comporte un compresseur commandé par un moteur électrique , mais elle convient également pour les véhicules dans lesquels untel compresseur est commandé par un essieu .
Le dispositif représenté figure 1 pourra être modifié pour convenir pour réaliser le freinage rhéostatique .
A cette fin , il y aura lieu de prévoir sur la manette de commande une troisième position par laquelle , le courant de ligne en 9 est coupé ,et l'entrée des résistances 6a est mise à la terre avec intercalation d'unrelai d'intensité de c ourant et interruption de la connexion en 8 .
L'electro-aimant 7 ou servo-moteur est alimenté par la ligne 8a soit directement par le courant de ligne ou par un courant de batterie , éventuellement à travers une résistance .
Le fonctionnement est le suivant : lorsque la manette est mise sur la position de freinage , les moteurs et le " line breaker " sont coupés de la ligne decourant , les résistances 4 sont mises à la terre en 6a et en même temps l'elec- tro 7 met en marche le porte-balai 6 qui exclut progressivement les résistances 4 pour maint'enir un courant de valeur donnée .
En cas de surintensité , le b alai sera ralenti ou arrêté par le relai d'intensité agissant sur le circuit de l'electro 7 .
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Dans le cas des moteurs 2 en parallèle , le freinage pourra être réalisé par le dispositif à fil d'équilibre ( fil Gramme ) ou par le montage en champs croisés .
Il est évident que l'invention n'ost pas limitée à la forme de réalisation décrite ou représentée et que bien des modifications peuvent être apportées au nombre $ au genre et à la nature des éléments entrant 'dans sa' réalisation sans pour celà sortir du cadre du brevet .