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. SYSTEME DE COMMANDE POUR MACHINES ELECTRIQUES.
La présentehinvention se rapporte aux systèmes de commande potzr véhicules électriques et, plus particulièrement, aux systèmes de freinage rhéos- tatique. Elle a pour objet un système simple et sûr qui permet d'obtenir rapide- ment le freinage,
Dans certains systèmes de commande de moteur la résistance d'accélération est entièrement insérée dans le circuit des machines lorsque cel- les-ci fonctionnent en moteurs. Si l'on freine ensuite, cette résistance restera en circuit durant un court instant et, dans certains cas, sa valeur peut être assez élevée pour empêcher les machines de fonctionner en génératrices,
D'autre part, les circuits magnétiques des moteurs présentent de l'ystérèsès et, de plus. les inducteurs présentent de la self.
Les machines
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nécessitent donc un certain temps avant de pouvoir fonctionner en génératrices.
Il en résulte que pour avoir un courant déterminé correspondant à la marche en dérive, la valeur de la résistance doit être plus faible si les conditions nécessaires au freinage rhéostatique sont réalisées par la réduction de cette résistance que si elles sont réalisées par celle de l'excitation*
Conformément à l'invention, au début de la marche en dérive, l'excitation reçoit sa valeur maxima; dès que le courant a atteint une intensité déterminée, l'excitation est réduite et on règle la résistance de freinage rhéostatique de manière à obtenir une intensité prédéterminée.
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessina ci- points dans lesquels t la Fig.1 est un schéma d'un système de commande pour moteurs de traction dans lequel est réalisée l'invention; la Fig.2 est un schéma développé du controller d'accélération; la Fig.3 est un schéma analogue du controller de freinage; la Fig.4 est un schéma analogue d'un controller actionné par un servo-moteur hydraulique; la Fig.5 est un tableau des opérations successives des contacteurs; la Fig.6 est un schéma d'une variante.
Dans ce qui suit, les abréviations "b" et "c" désignent respec- tivement une bobine et un contacteur,
Le système représenté comprend quatre moteurs à courant continu 10 à 13 pourvus d'enroulements d'excitation série 14 à 17 respectivement, Les commutateurs 8 et 9 permettent d'inverser les connexions des enroulements d'excitation pour modifier à volonté le sens de marche, Les rhéostats 18 à 21 permettent de contrôler l'accélération et le freinage rhéostatique.
On a désigné, en outre, par 22 et 23 des résistances servant à shunter les inducteurs, par 24 un controller d'accélération (Pig.2) et par 25 un controller de freinage (Fig.3). Un servo-moteur à air comprimé 27 actionne le curseur 26 et un controller auxiliaire 28 (Fig.41.
Lorsque les controllers à main 24 et 25 se trouvent dans leur position à vide, le servo-moteur 27 amène le curseur 26 à la position a .pour laquelle la résistance 19 est entièrement insérée dans le circuit du moteur.
Lorsqu'on désire démarrer, on déplace le controller 24 Tors sa 1ère position. Conséquences !fermeture des *et 24a et 24b, ouverture du *et 24e.
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Excitation de la b, 131; fermeture du o. LB1,(Cireult d'excitation de la botbls 29, 25a, 24a, 30, LBl, 319 32), Fermeture du c.34; fermeture d'un circuit de verrouillage pour la b. LBl, La fermeture du ce 24b provoque celle du circuit de la b, LBS (par le et 25b)o Fermeture du c, LB2. La fermeture des ce Il et LB2 provoque la mise en circuit des deux paires de moteurs en parallèle par le circuit suivant s 2Oj. 19, 35, terre. Les moteurs démarrent avec leur excitation maxima, Le ce 36 (qui se ferme en même temps que le o.
IBI) ferme, par 38, le circuit de la b. 37 qui commande l'admission d'air comprimé dans le servo-moteur 27< Celui-ci déplace le curseur 26 dans la direction du point b de manière à oourt-cirouiter graduel-
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lement la résistance 19, et à faite accélérer les moteurs,
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En même temps que le contacteur TB2a le ce de verrouillage 39 se ferme et provoque, par le ce 98b l'excitation des b. FS1 et F82 en parallèle. Les ce Wfll et FS2 se ferment et mettent en parallèle les résistances 22$ 22a et 23023a sur les paires d'inducteurs correspondantes* L'excitation est donc ré-
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duite.
Le aontroller 24 se déplaoe normalement d'une façon continue de-
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puis la position à vide jusqp'à la seconde et dernière position. Par conséquent, immédiatement après la fermeture des et 24a et 24b, se produit celle des c. 24o et 24d* Le ce 94o (du controller d'accélération) ferme le circuit des ir, hS3 et F84 en parallèle. Conséquences t fermeture des o. YS5 et FS4 qui court-circuitent partiellement les résistances 22 et 23, ce qui a pour effet de réduire encore l'excitation des machines.
Circuit des b, li'S3 et FS4 ! 240 28a, 40, Fermeture du 'CI. 24d; excitation de la bobine Cli fermeture du ce C1 . La résistance 18 est mise en
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parallèle sur la résistance 20 et provoque une nouvelle accélération des moteurs.
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Aussitôt après que les moteurs ont été excités, le ce 28a s'ouvre, les b. FS3 et FS4 sont désexcitées, l'excitation du moteur augmente, Immédiate- ment a:orèes le o. 28b s'ouvre et désexcite les b. FS1 et YSZ dont les ce s'ou-
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vrent, Les shunts des inducteurs sont mis hors-oircuit et les moteurs reçoivent leur pleine excitation,
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Le servo-moteur 27 poursuit sa progression et aourt-airauite la u résistance 19; ensuite, lOrSqu8 r::ren! , le ce 28o se ferme. Conséquences excitation de la b, M; ouverture des c. 31, 38 et Ta.; fermeture des c. T2 et T3.
Le et fil met la résistance 18 hors-circuit et le o. T2 insère de nouveau la r-é- sistanco 19 dans le circuit des moteurs.
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Le o. T3 connecta la résistance 20 au curseur 26. L'ouverture du c. 38 par la b. T3 provoque la désexcitation de la b, 37. Le servo-moteur 27 tourne en sens inverse et le curseur 26 revient vers le point a , Conséquences t fermeture du c. 28b et, par suite, des c. FS1 et FS2; réduction de l'excitation et$ peu après fermeture du c. 28a; fermeture des c. FS3 et FS4, donnant une excitation minima pendant que la vitesse croit,, La b, TS reste excitée grâce à son o. de verrouil- lage 41.
On a prévu un relais 43 d'accélération ou de décélération qui commande la vitesse du servo-moteur 27 de manière à obtenir un courant maximum prédéterminé dans le circuit des moteurs. Le relais 43 est pourvu d'une b. 35 parcourue par le courant qui traverse le circuit des machines lorsque celles-ci fonctionnent en moteurs, d'une b.44 excitée en fonction du courant de freinage rhéostatique, et d'une b, de tension 45 qui agit dans le même sens que les b.
35 et 44.
Le contact mobile 46 du relais 43 est rappelé à sa position infé- rieure par l'effet de la pesanteur ou sous Inaction d'un ressorte Ce relais commande l'excitation de la b.47 qui agit à son tour sur le servo-moteur, de façon à contrôler la vitesse de déplacement du curseur 26. L'excitation de la b.47 provoque le fonctionnement du servo-moteur 27.
Dans sa position inférieure, le doigt de contact 46 ferme le circuit suivant :48, 45, 47,49 ou 50 ou 28d, et 32. Le o. 28d est fermé lors- que le controller 28 est dans sa position de démarrage et pendant un faible in- tervalle de temps après le démarrage, La b. 47 est donc d'abord excitée à tra- vers 28d. Lorsque la b. 45 est excitée, le doigt 46 ouvre le circuit des b. 45 et 47 et le servo-moteur 27 s'arrête. Toutefois, le doigt 46 revient à sa posi- tion Inférieure, à moins qu'il ne garde sa position supérieure sous l'effet de la b. 35, Le doigt 46 entre donc en contact intermittent dans sa position infé- rieure jusqu'à ce que le courant atteigne une certaine valeur prédéterminée.
Lorsque I'intensité du 60urant est de beaucoup inférieure à la valeur maxima, le doigt 46 revient vers le contact inférieur aussitôt qu'il le quitte, de telle sorte que la b. 47 est excitée pendant la plus grande partie du temps; le servo- moteur fait avancer le curseur 26 à une vitesse élevée et l'intensité du courant augmente. L'action de la b. 35 devient plus Importante; le doigt 46 revient moins vite vers sa position inférieure et le servo-moteur 27 fonctionne à une allure plus lente. Finalement, lorsque le oourant atteint sa valeur maxima. le doigt 46 est maintenu dans sa position supérieure. La b. 47 n'est plus erci-
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-tée et le aervo-moteur 27 N'arrête.
Si le aontroller 24 ne progresse que jusqu'à sa première posi- tion, l'ouverture du c. 28d, lorsque le curseur 26 s'éloigne de !.empêche l'exci- tation de la b.47 et, par suite, le fonctionnement de 27, Par contre, à la se- conde position, ainsi qu'on l'a dit ci-dessus, le c. de verrouillage 49 se ferme et complète le circuit de la b.47.
Supposons que, pour la marche en dérive, le controller d'accé- lération 24 soit ramené* à sa position à vide (de même que le controller de freinage). Dans cette position, le o. 24e est fermé , provoquant la fermeture du circuit de la b. B (24e, 50a, 51, B, 52, 32). Conséquences fermeture des ce B1, B@ et B3.
La fermeture du c. B2 provoque celle du circuit suivant : terre, 35, 21, B3, 16 et 17, B2 , 53. Les enroulements d'excitation sont donc alimentés par la batterie 53, ce qui permet aux machines de fonctionner en génératrices et, dans ce cas, la batterie est chargée grâce à la chute de tension aux bornes de la résistance 21.
La fermeture des c. B1 et B3 provoque celle d'un circuit de freinage : 54, Bl, T1, 18, 19, 26, 21, B3, 55. Les deux paires de moteurs sont connectées en parallèle entre elles dans le circuit de freinage.
L'excitation de la b. B se produit également lorsque les cir- cuits de commande sont excités, les moteurs étant au repos et les controllers 24 et 25 dans leur position à vide. De préférence, le conducteur d'alimentation 29 comprend un interrupteur à main 56 que l'on ferme avant de faire fonctionner le controller d'accélération 24 pour mettre en marche les moteurs.
Le c. 56a se ferme et provoque la fermeture du circuit suivant 29. 24a, 50a, 51, 56a, 56b, 38, 37, 32. La b. 37 étant excitée, le servo-moteur 27 fonctionne et le curseur 26 se déplace vers! , la b.47 restant excitée à travers le c. 50. On oonstatera que les mêmes connexions sont réalisées lorsque l'interrupteur 56 est fermé, les moteurs étant au repos.
Lors de la marche en dérive, le c. 28d ferme d'abord le circuit de la b, 47 (29, 46, 45,, 47, 28d ou 50, 32). La b.45 est excitée en même temps que la b.471 le doigt 46 ouvre alors le circuit des b. 45 et 47 et retombe aus- sitôt. Cette opération se répète et a pour effet de faire avancer le curseur 26 par saccades. Pendant ce temps, les inducteurs ne sont pas shuntés et sont donc parcourus par le courant d'induit total. On verra cependant que llintensité de ce courant est limitée à une valeur suffisamment faible pour éviter le frei-
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-nage .
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Lorsque les machinée commencent à fonctionner en génératrices, l'Intensité du courant qui circule à travers la b.44 (etent-à-di" dans le cir- cuit de freinage rhéostatique) augmente. Circuit de la b,44 : s 57, 58, 59, 60, 41# 62, 44, terre. Le doigt 46 gagne sa position supérieure.
La b.44 est donc connectée, par la b.35, en parallèle sur la partie de droite de la résistance 21. A ce moment, la b.35 n'est excitée que par le courant fourni par la batterie 53 et par celui qui traverse la b.44, la comme de ces deux courante étant insuffisante pour produire un effet sensible.
Lorsque les machines cessent de fonctionner en moteurs et que la résistanee du circuit de freinage est assez faible pour donner lieu à un
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courant élevé (par exemple 50 Amp.j,le relais à maxima d'intensité 43 amène le doigt 46 dans sa position supérieure Conséquences s excitation des b, 1'83 et FS4, (Circuit des bobines PS3 et F84 t 29, 46, 62a, 25 , 62b, FS3 et h4 en parallèle, 32).
Les inducteurs sont shuntée; l'excitation prend une valeur faible (par exemple les 52% de l'excitation qui résulterait si les inducteurs étaient parcourus par le courant d'induit total).
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Si la résistance du circuit de freinage-a une valeur telle que l'on obtienne l'intensité de courant désirée, les o. PS3 et PS4 sont immédiate- ment fermés, Le e, de verrouillage 61 a court-circuite les résistances 59 et 60 dans le circuit de la b.44. Il en résulte que le relais 44 enclenchera pour une valeur plus faible du courant traversant la résistance 21 (par exemple 30 ampères, valeur normale du courant pour la marche en dérive)*
En d'autres termes, le courant d'induit s'élève momentanément jusqu'à 50 ampères avec la pleine excitation et, ensuite, le relais 43 ferme
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les c. FS3 et PS4; le courant est réduit à 30 ampères et l'excitation aux 5 de sa valeur. Le c. 63 établit un circuit de verrouillage pour les b. FS3 et Î'S4 t 51, soya, 24e, 29.
L'opération qui vient d'être décrite précède et prépare le
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freinage rhéostatique, de manière à permettre d'arrêter le véhàaule en un point précis de sa course. Pendant cette manoeuvre, le contrôle de la résistance du
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circuit de freinage rhéostatique reste satisfaisant, ggrQce au fait que lors de la marche en dérive, le courant est réduit à une valeur faible en agissant sur l'excitation des moteurs.
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La commande des résistances est analogue à celle qui a lieu lors- que lea machines fonctionnent en moteurs mise hors-circuit de la résistance 19 ;
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fermeture du ce 28c; fermeture d'un circuit par 56b et la b. TS; ouverture du cb *n.; fermeture des o.
T2 et T3; ouverture du c. 38; désexoitation de la b.36T, Le aervo-moteur progresse maintenant en sens inverse et provoque une nouvelle réduc- %ion de la résistance du circuit de freinage rhéoatatique, Le curseur 26 peut être déplace à grande vitesse (par exemple de! en b et de retour en 1 1/2 sec.).
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BBEINASE IMOSTATiq5b La manoeuvre décrite ci-dessus (pour l'arrêt en un point voulu de la course) est effectuée avec une grande rapididitêp probablement en quelques secondes, après que le controller d'accélération est ramené à sa position à vide.
Dans la plupart des cas, cette opération sera achevée avant que l'on ait manoeu- vré le controller de freinage 25, Toutefois, elle peut être Incomplète si les machines ont fonctionné en moteurs et que l'on freine immédiatement après.
Supposons que l'on manoeuvre le controller de freinage 25,
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Conséquences ! ouverture des c. 25a, 25b et 25ei fermeture des a. 25d et 26g.
Les et 25a et 25b provoquent l'ouverture des circuits des b. LBl et LB2 pour éviter que les c. correspondants ne soient fermés sous l'action du controller
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d'accélération. Le c. 25o provoque la désexcitation des b. FS3 et FS4 et l'ou- verture des b. FS3 et FS4* Les inducteurs reçoivent donc momentanément leur excitation maxima. Ce dernier détail est important lorsque l'on commence à freiner avant d'avoir achevé les opérations qui doivent permettre d'arrêter le véhicule au point précis choisi.
Le fait que l'excitation est maxima pendant que l'intensité du courant de freinage augmente assure un bon fonctionnement du servo-moteur 27.
Du reste, chaque fols que l'on freine, l'excitation reçoit momentanément sa valeur maxima.
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Lorsque le ou 26d se trouve dans sa position de fermeture, le doigt 46 étant dans sa position supérieure et qu'il circule un courant de frei- nage, les b, FSl et FS2 sont excitées. Les ce PSI et FS2 se ferment et shuntent les inducteurs, Circuit des b. FS1. et FS2 ! B9, 46, 25d, 64 FS1 et FS2, 65 32, L'excitation est réduite,pour le freinage normal, aux 70% de sa valeur maxima,
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Le o@ 25g ferme un circuit en parallèle sur le c, ffl pour éviter que le circuit de B. ne s'ouvre. par suite du fonctionnement de 24. Par suite de la fermeture du o. FS2, le c.66 s'ouvre et la résistance 62 est*Insérée
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dans le circuit de la B.44. Il en résulte que le relais 43 enclenchera pour une valeur plus élevée du courant de freinage, l'excitation atteignant les 70% de sa valeur maxima.
Avant que le doigt 46 ait gagné sa position supérieure, le controller de freinage atteint sa dernière position, dans laquelle le c. 25e se ferme et le c. 25f s'ouvre, Le o. 25e fermer(par 67), un circuit de dériva- tion pour les b.45 et 47. La b.47 est excitée et le servo-moteur 27 fonctionne d'une manière continue; lirait varier la résistance de freinage indépendamment du relais d'intensité Jusqu'au moment où la b, FS2 est excitée et que le c. 67 ouvre ce circuit de dérivation. Si célui-ci n'existait pas, il pourrait se pro- duire une hésitation momentanée du controller 27 à l'instant où le doigt 46 s'é- lève, ouvrant ainsi le circuit de la b.47.
Cette hésitation est désavantageuse car elle rend moins rapide l'augmentation de l'effort de freinage rhéostatique.
Grâce au circuit de dérivation, le controller 27 progresse d'un mouvement continu après le début du freinage jusqu'au moment où la fermeture des o. FS1 et FS2 provoque la diminution de 1'excitation.
Le c. 26f ouvre un circuit qui shunte la résistance 89 et Insère ainsi cette dernière dans le circuit de la b.44, Il en résulte que l'intensité du courant de freinage pour laquelle le relais 43 fonctionne s'élève eneore,
La résistance ballast 59 présente un coefficient thermique posi- tif Important! de préférence, sa valeur sera d'environ 20 ohms à la température normale et 180 ohms à chaud.Elle peut être constituée par un ou plusieurs fils de tungstène placés à la faqon du filament d'une lampe, dans une enveloppe scel- lée remplie de gaz, Lorsque la température de la résistance 59 s'élève, l'inten- sité du courant de freinage qui provoque le fonctionnement du relais 43 s'élève en même temps que la valeur de la résistance 59,
]le servo-moteur 27 progresse donc graduellement et sous le contrôle rigoaureux du relais d'intensité 43.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le c. de verrouillage 30 dans le circuit de la b, LB1. Ce c. 30 se ferme dès que l'on cesse de freiner et permet aux moteurs de fonctionner Immédiatement d'une faqon normale.
Le schéma de la Fig.6 représente une variante dans laquelle l'excitation est maxima lors de la marche en dérive. Ensuite les Inducteurs sont shuntés (relais 43 et C. FS1 et FS2) si l'intensité dépasse une valeur prédéter- minée. Lorsque le freinage commence, les o. FS1 et FS2 s'ouvrent et le freinage rhéostatique XX opère avec l'excitation maxima.
Dans le système de la fig.6. le oontroller d'accélération est
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pourvu de deux c. supplémentaires 24f et 24g qui sont manoeuvrés en même temps que les c. 24o et 24d. Le oontroller 28 est également pourvu de deux c. supplé- mentaires le c. 28e, normalement fermé et manoeuvre en même temps que le c. 28d; et le c. 28f qui se ferme immédiatement après l'ouverture du c. 28b ,Par contre, les c. 25d et 25e du controller de freinage ne sont pas utilisés dans le système de la Fig.6.
D'autre part, certains éléments de l'appareillage représenté à la Fig.1 ont été omis les résistances 60, 61, 62; les c. 50. 66, 67, 31, 49, Par contre, on a prévu deux nouveaux c.: 68 et 6@a.
Lorsqu'on accélère et que le controller d'accélération passe im- médiatement à sa seconde position, les c. 24f et 24g se forment. Si le controller s'arrête dans sa première position, ces c. ne se ferment pas, de même, par consé- quent, que les c. FS1 et FS2. De plus, si le o, 24g n'est pas formé, la b,, 37 n'est pas excitée et le servo-moteur 27 ne démarre pas*
Dans le système de la Fig.6, les différents éléments sont dési- gnés par les mêmes signes de référence que les éléments correspondants de la fig.1 et fonctionnent de la même manière, sauf en ce qui concerne les détails mentionnés ci-après,
Lorsque le véhicule roule en dérive, le c. 24e provoque l'exci- tation de la b.
B et, par suite, la fermeture des c. Bl , B2 et B3. Les machines fonctionnent alors en génératrices et fournissent au circuit de freinage rhéos- tatique un courant de faible intensité qui n'engendre aucun effort de freinage appréciable* Le servo-moteur 27 se met en marche sous le contrôle du relais 43.
Le courant prend bientôt une valeur assez élevée pour que le doigt 46 ferme le circuit des b, Fil et FS2. Les c. correspondants ferment des circuits qui shuntent les Inducteurs* Circuit des b. FS1 et FS2: 29, 48, 46, 68= 25c, 62b, FS1 et FS2, 69, 32. La fermeture du c. FS2 provoque celle du c. 68a qui ferme un circuit (29, 24c, 50a, 68a, 70) en parallèle sur 60-46.
Lorsqu'on manoeuvre le controller de freinage 25, le c. 25c s'ouvre, et les o. FS1 et FS2 ouvrent les circuits qui shuntent les inducteurs, L'excitation est donc maxima pendant le freinage rhéostatique. Le c. 25c, qui reste ouvert, empêche l'excitation des b. FS1 et FS2 lorsque le doigt 46 ferme le contact supérieur.
Un autre détail caractérisant le système de la Fig,6 réside dans le c. 71, normalement ouvert et actionné par la b.72; celle-ci est excitée en fonction de la chute de tension aux bornes des moteurs 10-11 lorsque le c.73 se
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ferme. Le o. 71 permet d'exciter la b, TS pour abréger la suite des opérations d'accélération lorsque l'on réapplique l'énergie après la marche en dérive, pendant que la vitesse est élevée. Dans ce cas, la résistance d'accélération tout entière est insérée dans le circuit du moteur et le courant qui traverse ce circuit est inférieur à sa valeur normale jusqu'au moment où la résistance d'accélération est partiellement'ou entièrement retirée du circuit par suite du déplacement du curseur 26.
La b, 72 ferme le c. 71 lorsqu'elle est soumise à une tension élevée prédéterminée, mais après la fermeture du o. 28f, c'est-à-dire dès que le curseur 26 quitte la position a. Dans ce cas, le c.71 ferme (indépendamment du c. 28c) un circuit comprenant la b. TS. Celle-ci peut donc être excitée en fonction de la chute de tension aux bornes des moteurs (c.à.d. en fonction de leur vitesse), avant que le curseur 26 ait atteint la position b.
Lorsque la b. TS est excitée, la valeur de la résistance d'accé- lération est réduite, ainsi qu'on l'aff dit ci-dessus, Le c. 38 s'ouvre et pro- voque l'ouverture du circuit de la b.37. Le curseur 26 retourne vers la position a. 11 en résulte que le courant d'accélération atteint sa valeur normale en un temps plus court que s'il fallait passer par la suite entière des opérations.
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. CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC MACHINES.
The present invention relates to electric vehicle control systems and, more particularly, to rheostatic braking systems. Its purpose is a simple and safe system which allows rapid braking,
In some motor control systems the throttle resistor is fully inserted into the machine circuit when the machines are running as motors. If you then brake, this resistor will stay on for a short time and, in some cases, its value can be high enough to prevent machines from operating as generators,
On the other hand, the magnetic circuits of the motors present ysteresis and, moreover. the inductors have self.
Machines
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therefore require a certain time before being able to operate as generators.
It follows that in order to have a determined current corresponding to the drift operation, the value of the resistance must be lower if the conditions necessary for rheostatic braking are achieved by the reduction of this resistance than if they are achieved by that of the excitation*
According to the invention, at the start of drifting, the excitation receives its maximum value; as soon as the current has reached a determined intensity, the excitation is reduced and the rheostatic braking resistor is adjusted so as to obtain a predetermined intensity.
The invention will be better understood by referring to the above drawings in which t FIG. 1 is a diagram of a control system for traction motors in which the invention is embodied; Fig.2 is a developed diagram of the acceleration controller; Fig.3 is a similar diagram of the brake controller; Fig.4 is a similar diagram of a controller actuated by a hydraulic servomotor; FIG. 5 is a table of the successive operations of the contactors; Fig.6 is a diagram of a variant.
In what follows, the abbreviations "b" and "c" denote a coil and a contactor respectively,
The system shown comprises four direct current motors 10 to 13 provided with excitation windings series 14 to 17 respectively, Switches 8 and 9 allow the connections of the excitation windings to be reversed in order to modify the direction of operation at will, The rheostats 18 to 21 make it possible to control the acceleration and the rheostatic braking.
In addition, 22 and 23 have designated resistors serving to shunt the inductors, 24 an acceleration controller (Pig.2) and 25 a braking controller (Fig.3). A compressed air servomotor 27 actuates the slider 26 and an auxiliary controller 28 (Fig. 41.
When the hand controllers 24 and 25 are in their idle position, the servo motor 27 moves the cursor 26 to the position a. For which the resistor 19 is fully inserted into the motor circuit.
When you want to start, move the 24 Tors controller to its 1st position. Consequences: closing of * and 24a and 24b, opening of * and 24th.
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Excitation of b, 131; closing of o. LB1, (Excitation cireult of the botbls 29, 25a, 24a, 30, LBl, 319 32), Closure of c.34; closing of a locking circuit for the b. LBl, The closing of ce 24b causes that of the circuit of b, LBS (by the and 25b) o Closing of c, LB2. The closing of ce II and LB2 causes the two pairs of motors to be put into circuit in parallel by the following circuit s 2Oj. 19, 35, earth. The motors start with their maximum excitation, Le ce 36 (which closes at the same time as the o.
IBI) closes, by 38, the circuit of b. 37 which controls the intake of compressed air into the servomotor 27 <This moves the cursor 26 in the direction of point b so as to gradually circulate
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only resistance 19, and made the motors accelerate,
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At the same time as the contactor TB2a the locking ce 39 closes and causes, by the ce 98b, the excitation of b. FS1 and F82 in parallel. The ce Wfll and FS2 close and put the resistors 22 $ 22a and 23023a in parallel on the corresponding pairs of inductors * The excitation is therefore re-
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pick.
The aontroller 24 moves normally in a continuous manner.
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then the empty position until the second and last position. Consequently, immediately after the closing of and 24a and 24b, the closing of c. 24o and 24d * The ce 94o (from the throttle controller) closes the circuit of ir, hS3 and F84 in parallel. Consequences t closure of o. YS5 and FS4 which partially short-circuit resistors 22 and 23, which has the effect of further reducing the excitation of the machines.
Circuit of b, li'S3 and FS4! 240 28a, 40, Closure of 'CI. 24d; excitation of the coil Cli closing of this C1. Resistor 18 is put into
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parallel to resistor 20 and causes the motors to accelerate again.
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Immediately after the motors have been energized, the ce 28a opens, the b. FS3 and FS4 are de-energized, the motor excitation increases, Immediately a: o. 28b opens and de-energizes the b. FS1 and YSZ, of which the
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The shunts of the inductors are switched off and the motors receive their full excitation,
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The servomotor 27 continues its progression and shortens the resistance 19; then, lOrSqu8 r :: ren! , this 28o closes. Consequences excitation of the b, M; opening of c. 31, 38 and Ta .; closing of c. T2 and T3.
The and wire turns off resistor 18 and the o. T2 reinserts resistor 19 in the motor circuit.
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The o. T3 connected resistor 20 to cursor 26. The opening of c. 38 by b. T3 causes de-energization of b, 37. Servo-motor 27 turns in the opposite direction and cursor 26 returns to point a, Consequences t closing of c. 28b and, consequently, of c. FS1 and FS2; reduction in excitement and $ shortly after c. 28a; closing of c. FS3 and FS4, giving a minimum excitation while the speed increases ,, La b, TS remains excited thanks to its o. lock 41.
An acceleration or deceleration relay 43 is provided which controls the speed of the servomotor 27 so as to obtain a predetermined maximum current in the circuit of the motors. The relay 43 is provided with a b. 35 traversed by the current which crosses the circuit of the machines when these are functioning as motors, of a b.44 excited as a function of the rheostatic braking current, and of a b, of voltage 45 which acts in the same direction as the b.
35 and 44.
The moving contact 46 of the relay 43 is recalled to its lower position by the effect of gravity or under the inaction of a spring This relay controls the excitation of b.47 which in turn acts on the servomotor , so as to control the speed of movement of cursor 26. The energization of b.47 causes servomotor 27 to operate.
In its lower position, the contact finger 46 closes the following circuit: 48, 45, 47,49 or 50 or 28d, and 32. The o. 28d is closed when controller 28 is in its start position and for a short time after start-up, La b. 47 is therefore first excited through 28d. When the b. 45 is excited, finger 46 opens the circuit of b. 45 and 47 and the servomotor 27 stops. However, finger 46 returns to its Lower position, unless it keeps its upper position under the effect of b. 35. The finger 46 therefore comes into intermittent contact in its lower position until the current reaches a certain predetermined value.
When the intensity of the 60urant is much lower than the maximum value, the finger 46 returns to the lower contact as soon as it leaves it, so that the b. 47 is excited most of the time; the servomotor advances the cursor 26 at a high speed and the intensity of the current increases. The action of b. 35 becomes more Important; the finger 46 returns more slowly to its lower position and the servomotor 27 operates at a slower rate. Finally, when the current reaches its maximum value. the finger 46 is held in its upper position. The b. 47 is no longer erci-
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-tée and the aervo-motor 27 Does not stop.
If the aontroller 24 only advances to its first position, the opening of the c. 28d, when the cursor 26 moves away from!. Prevents the excitation of b. 47 and, consequently, the operation of 27, On the other hand, in the second position, as we have seen said above, c. lock 49 closes and completes the circuit of b.47.
Suppose that, for drifting, the throttle controller 24 is returned * to its idle position (as is the brake controller). In this position, the o. 24th is closed, causing the closure of the circuit of the b. B (24e, 50a, 51, B, 52, 32). Consequences closing of ce B1, B @ and B3.
The closure of c. B2 causes that of the following circuit: earth, 35, 21, B3, 16 and 17, B2, 53. The excitation windings are therefore supplied by the battery 53, which allows the machines to operate as generators and, in this case , the battery is charged thanks to the voltage drop across resistor 21.
The closure of c. B1 and B3 causes that of a braking circuit: 54, B1, T1, 18, 19, 26, 21, B3, 55. The two pairs of motors are connected in parallel with each other in the braking circuit.
The excitement of the b. B also occurs when the control circuits are energized with the motors at rest and the controllers 24 and 25 in their idle position. Preferably, the supply conductor 29 comprises a hand switch 56 which is closed before operating the throttle controller 24 to start the motors.
The c. 56a closes and causes the closure of the following circuit 29. 24a, 50a, 51, 56a, 56b, 38, 37, 32. The b. 37 being energized, the servo motor 27 operates and the cursor 26 moves to! , b.47 remaining excited through c. 50. It will be oonstatera that the same connections are made when the switch 56 is closed, the motors being at rest.
When walking in drift, the c. 28d first closes the circuit of b, 47 (29, 46, 45 ,, 47, 28d or 50, 32). B.45 is energized at the same time as b.471, finger 46 then opens the b circuit. 45 and 47 and falls immediately. This operation is repeated and has the effect of making the cursor 26 advance in jerks. During this time, the inductors are not shunted and are therefore traversed by the total armature current. However, it will be seen that the intensity of this current is limited to a sufficiently low value to avoid the braking.
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-swimming.
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When the machines begin to operate as generators, the Intensity of the current flowing through b.44 (etent-à-di "in the rheostatic braking circuit) increases. Circuit of b, 44: s 57, 58, 59, 60, 41 # 62, 44, earth Finger 46 gains its upper position.
The b.44 is therefore connected, by the b.35, in parallel on the right part of the resistor 21. At this moment, the b.35 is only excited by the current supplied by the battery 53 and by that which crosses b.44, the like of these two current being insufficient to produce a noticeable effect.
When the machines stop functioning as motors and the resistance of the braking circuit is low enough to give rise to a
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high current (for example 50 Amp.j, the maximum intensity relay 43 brings finger 46 to its upper position Consequences of excitation of b, 1'83 and FS4, (Circuit of coils PS3 and F84 t 29, 46, 62a, 25, 62b, FS3 and h4 in parallel, 32).
The inductors are shunted; the excitation takes a low value (for example the 52% of the excitation which would result if the inductors were traversed by the total armature current).
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If the resistance of the braking circuit has a value such that the desired current intensity is obtained, the o. PS3 and PS4 are immediately closed. The e, latch 61 has shorted resistors 59 and 60 in the circuit of b.44. As a result, relay 44 will switch on for a lower value of the current flowing through resistor 21 (for example 30 amps, normal value of the current for drifting) *
In other words, the armature current momentarily rises up to 50 amps with full excitation and then relay 43 closes.
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the C. FS3 and PS4; the current is reduced to 30 amps and the excitation to 5 of its value. The c. 63 establishes a latch circuit for b. FS3 and Î'S4 t 51, soy, 24e, 29.
The operation which has just been described precedes and prepares the
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rheostatic braking, so as to make it possible to stop the vehicle at a precise point in its course. During this maneuver, check the resistance of the
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The rheostatic braking circuit remains satisfactory, thanks to the fact that during drifting, the current is reduced to a low value by acting on the excitation of the motors.
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The control of the resistors is analogous to that which takes place when the machines operate as motors with the resistor 19 switched off;
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closing of ce 28c; closing of a circuit by 56b and b. TS; opening of the cb * n .; closing o.
T2 and T3; opening of c. 38; de-operation of the b.36T, The servomotor now advances in the opposite direction and causes a further reduction in the resistance of the rheoatatic braking circuit, The cursor 26 can be moved at high speed (for example from! to b and back in 1 1/2 sec.).
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BBEINASE IMOSTATiq5b The maneuver described above (for stopping at a desired point in the race) is carried out with great speed, probably in a few seconds, after the throttle controller is returned to its empty position.
In most cases this operation will be completed before the brake controller 25 has been actuated. However, it may not be complete if the machines have been running as motors and brakes are applied immediately afterwards.
Suppose we operate the brake controller 25,
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Consequences ! opening of c. 25a, 25b and 25ei closure of a. 25d and 26g.
Les and 25a and 25b cause the circuits of b to open. LBl and LB2 to prevent c. correspondents are closed under the action of the controller
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acceleration. The c. 25o causes de-excitation of b. FS3 and FS4 and the opening of b. FS3 and FS4 * The inductors therefore momentarily receive their maximum excitation. This last detail is important when you start to brake before having completed the operations which must make it possible to stop the vehicle at the precise point chosen.
The fact that the excitation is maximum while the intensity of the braking current increases ensures correct operation of the servomotor 27.
Moreover, each time that one slows down, the excitation momentarily receives its maximum value.
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When the or 26d is in its closed position, the finger 46 being in its upper position and a braking current circulating, the b, FS1 and FS2 are energized. The ce PSI and FS2 close and shunt the inductors, Circuit des b. FS1. and FS2! B9, 46, 25d, 64 FS1 and FS2, 65 32, The excitation is reduced, for normal braking, to 70% of its maximum value,
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The o @ 25g closes a circuit in parallel on the c, ffl to prevent the circuit of B. from opening. as a result of the functioning of 24. As a result of the closing of the o. FS2, c.66 opens and resistor 62 is * Inserted
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in the circuit of B.44. As a result, relay 43 will switch on for a higher value of the braking current, the excitation reaching 70% of its maximum value.
Before finger 46 has reached its upper position, the brake controller reaches its last position, in which c. 25th closes and the c. 25f opens, The o. 25th close (par 67), a bypass circuit for b.45 and 47. B.47 is energized and servo motor 27 runs continuously; The braking resistor would vary independently of the current relay Until the moment b, FS2 is energized and c. 67 opens this branch circuit. If this did not exist, there could be a momentary hesitation in controller 27 the instant the finger 46 is raised, thus opening the circuit of b.47.
This hesitation is disadvantageous because it makes the increase in the rheostatic braking force less rapid.
Thanks to the bypass circuit, the controller 27 progresses in a continuous movement after the start of braking until the moment when the o closes. FS1 and FS2 cause the excitation to decrease.
The c. 26f opens a circuit which bypasses resistor 89 and thus inserts the latter into the circuit of b.44, It follows that the intensity of the braking current for which the relay 43 operates rises again,
The ballast resistor 59 has a positive thermal coefficient Important! preferably, its value will be about 20 ohms at normal temperature and 180 ohms when hot. It may consist of one or more tungsten wires placed like the filament of a lamp, in a sealed envelope filled with When the temperature of resistor 59 rises, the intensity of the braking current which causes relay 43 to operate rises at the same time as the value of resistor 59,
] The servomotor 27 therefore progresses gradually and under the rigorous control of the intensity relay 43.
Another feature of the invention resides in the c. lock 30 in the circuit of b, LB1. This c. 30 closes as soon as the brakes are stopped and allows the motors to run immediately in a normal fashion.
The diagram of Fig. 6 represents a variant in which the excitation is maximum during drift walking. Then the Inductors are shunted (relays 43 and C. FS1 and FS2) if the current exceeds a predetermined value. When braking begins, the o. FS1 and FS2 open and rheostatic braking XX operates with maximum excitation.
In the system of fig. 6. the acceleration oontroller is
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provided with two c. additional 24f and 24g which are operated at the same time as the c. 24o and 24d. The oontroller 28 is also provided with two c. additional c. 28th, normally closed and maneuvering at the same time as the c. 28d; and c. 28f which closes immediately after opening c. 28b, on the other hand, c. 25d and 25e of the brake controller are not used in the system of Fig. 6.
On the other hand, some elements of the apparatus shown in Fig.1 have been omitted resistors 60, 61, 62; the C. 50. 66, 67, 31, 49, On the other hand, two new cs are planned: 68 and 6 @ a.
When accelerating and the throttle controller immediately goes to its second position, the c. 24f and 24g are formed. If the controller stops in its first position, these c. do not close, likewise, therefore, that c. FS1 and FS2. In addition, if the o, 24g is not formed, the b ,, 37 is not energized and the servo motor 27 does not start *
In the system of Fig. 6, the different elements are designated by the same reference signs as the corresponding elements of Fig. 1 and function in the same way, except for the details mentioned below,
When the vehicle is drifting, the c. 24th causes excitation of b.
B and, consequently, the closing of c. Bl, B2 and B3. The machines then operate as generators and supply the rheostatic braking circuit with a low current which does not generate any appreciable braking force. The servomotor 27 starts up under the control of the relay 43.
The current soon takes a value high enough for the finger 46 to close the circuit of b, Fil and FS2. The C. corresponding close circuits which bypass the Inductors * Circuit of b. FS1 and FS2: 29, 48, 46, 68 = 25c, 62b, FS1 and FS2, 69, 32. The closing of c. FS2 causes that of c. 68a which closes a circuit (29, 24c, 50a, 68a, 70) in parallel on 60-46.
When operating the brake controller 25, c. 25c opens, and the o. FS1 and FS2 open the circuits which bypass the inductors. Excitation is therefore maximum during rheostatic braking. The c. 25c, which remains open, prevents the excitation of b. FS1 and FS2 when finger 46 closes the upper contact.
Another detail characterizing the system of Fig, 6 resides in c. 71, normally open and operated by b.72; this is excited according to the voltage drop across the terminals of motors 10-11 when c.73 is
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closed. The o. 71 allows the b, TS to be excited to shorten the sequence of the acceleration operations when the energy is reapplied after the drifting operation, while the speed is high. In this case, the entire throttle resistor is inserted into the motor circuit and the current flowing through this circuit is less than its normal value until the moment when the throttle resistor is partially or entirely removed from the circuit by after moving the cursor 26.
The b, 72 closes the c. 71 when subjected to a predetermined high voltage, but after closing the o. 28f, that is to say as soon as the cursor 26 leaves position a. In this case, c. 71 closes (independently of c. 28c) a circuit including b. TS. This can therefore be excited as a function of the voltage drop across the terminals of the motors (ie as a function of their speed), before the cursor 26 has reached position b.
When the b. TS is energized, the value of the acceleration resistor is reduced, as stated above, c. 38 opens and causes the opening of the circuit of b.37. Cursor 26 returns to position a. As a result, the acceleration current reaches its normal value in a shorter time than if it was necessary to go through the entire sequence of operations.