<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements relatifs aux installations d'alimentation électrique pour l'éclairage des véhicules de chemin de fer et autres ".
Cette invention se rapporte à des perfectionnements rela- tifs aux Installations d'alimentation électrique pour l'éclai- rage des véhicules de chemin de fer et autres.
L'éclairage par des lampes à décharges dans un gaz, en particulier ce qu'on nomme l'éclairage " fluorescent ", possède des caractères.qui en recommandent l'emploi sur les véhicules de ohemin de ter. Pour ce genre d'éclairage, on fait usage de lam- pes à cathode chaude, qui s'allument facilement, recouvertes
<Desc/Clms Page number 2>
/ intérieurement d'une matière fluorescente qui permet d'obtenir une lumière de la couleur ou de la blancheur q'on désire. Ces lampes ont une caractéristique tension-résistance négative, et un dispositif d'impédance ou de réactance stabilisateur doit être relié en série à chaque lampe.
Mais certaines difficultés surgissent à propos de l'emploi de cet éclairage sur les trains, car les lampes doivent être alimentées en courant alternatif pratiquement constant, ordinairement de 110 ou 230 volts, alors que l'alimentation normale qu'on peut obtenir sur les véhicules de chemin de fer est un courant continu d'une tension variant sensiblement, par exemple de 22 à 34 volts.
C'est un des buts de cette invention de prévoir des dispositions qui résolvent ces difficultés d'une manière simple. selon l'invention, une installation d'alimentation élec- trique pour l'éclairage d'un véhicule de chemin de fer ou d'un autre véhicule, par des lampes à décharges dans un gaz, comprend en combinaison une source de courant continu de tension variable, un dispositif de convertisseur inversé dont le circuit d'entrée est relié à cette source et dont le oourant alternatif de sortie est relié au circuit des lampes, et des moyens permettant de ré- gler la vitesse du dispositif convertisseur et de maintenir ef- feotivement une intensité pratiquement constante du courant dans les lampes.
Dans une des manières d'appliquer l'invention, on emploie le système bien connu à double batterie, pour l'éclairage des trains, comprenant un commutateur-permutateur, qui permet de relier la dynamo alternativement à chaque batterie, et, dans un tel système, le dispositif convertisseur est relié au moyen du commutateur-permutateur à celle des batteries qui n'est pas en charge et qui est dite : flottante ou régulatrice. Par consé- quent, la variation dans la tension de courant continu, appli- quée au dispositif convertisseur est limitée à celle de la
<Desc/Clms Page number 3>
batterie flottante.
Dans un cas typique, la tension aux bornes de la batterie en charge, à ce moment, peut varier entre les extrêmes de 22 à 34 volts, tandis que la variation de tension dans la batterie non en charge, oelle qu'on appelle : batterie " flottante ", ne peut dépasser les extrêmes de 22 - 26 volts.
Un rapport compris entre les extrêmes de 22/26 de la variation de tension dans les lampes est tolérable, mais non un rapport de 22/34.
Le convertisseur peut être un simple type normal de oommu- tatrioe ou convertisseur rotatif travaillant conjointement avec un transformateur qui élève la tension du courant alternatif de sortie jusqu'à une valeur convenant au fonctionnement des lampes.
Comme variante, le convertisseur peut être un convertisseur à double enroulement ou n'importe quelle autre espèce d'appareil de conversion, tel qu'un moteur-générateur. Ou bien il peut être un dispositif commutateur actionné par un moteur à courant con- tinu, le champ du moteur étant réglé de la manière décrite ci- après, pour un oonvertisseur inversé.
Dans une autre manière d'appliquer l'invention, on exerce une commande sur le courant continu vers le convertisseur en plaçant dans le circuit du champ en dérivation du dispositif oonvertisseur, un régulateur de courant au moyen duquel la vi- tesse du convertisseur peut être réglée en accord avec la ten- sion à l'entrée ou à la sortie du dispositif convertisseur. Ce dernier mode de réalisation de l'invention peut être utilisé dans des systèmes d'éclairage de trains à une seule batterie.
Dans une telle disposition, où le convertisseur est relié aux bornes de la batterie unique, un régulateur électro-magnétique à pile de carbone est relié en série par sa pile, au ohamp du convertisseur et son bobinage de commande est relié en série à une bobine de réactance à noyau de fer ou à un autre dispositif de réactance aux bornes du courant alternatif de sortie du
<Desc/Clms Page number 4>
convertisseur. Le régulateur est disposé de manière à augmenter la résistance de la pile quand l'excitation de son bobinage augmente. si, comme ce sera généralement le cas, l'aimant ré- gulateur est du type à courant continu, le bobinage sera relié de la manière indiquée plus haut, par un pont redresseur à onde entière. Une résistance variable peut également être reliée en série avec la bobine de réactance.
Grâce à cette disposition, la tension du courant alterna- tif de sortie du convertisseur variera approximativement propor- tionnellement à la tension d'entrée du courant continu, otest-à- dire avec la tension de la batterie, puisque le fonctionnement du régulateur n'a pas d'effet considérable ni important sur la- dite tension de sortie. Toutefois, en raison de l'augmentation de la résistance de la pile en série avec le champ du convertis- seur, avec l'augmentation de la tension de sortie, la vitesse du convertisseur et la fréquence du courant de sortie augmente- ront, avec élévation de la tension d'entrée, jusqu'à ce que l'augmentation de l'impédance du circuit du bobinage du régula- teur soit proportionnelle à l'augmentation de la tension.
Si l'on fait usage d'une très grande bobine de réactance dans le circuit du bobinage du régulateur, la fréquence peut être amenée à varier approximativement proportionnellement à la tension. En combinant une résistance appropriée avec une bo- bine de réactance, on peut amener la fréquence à augmenter dans une mesure proportionnellement plus grande que la tension.
L'augmentation de la fréquence, dans la même proportion ou dans une proportion plus grande que la tension, a pour effet d'aug- menter l'impédance des bobines de réactanoe stabilisatrices des lampes.quand les tensions d'entrée et de sortie du convertis- seur augmentent. Ceci limite la tendance du courant des lampes à s'élever à la tension plus élevée, ou en d'autres termes, le courant des lampes est réglé de façon à rester dans des limites
<Desc/Clms Page number 5>
@ tolérables.
La disposition décrite ci-dessus possède de plus cet avan- tage que l'effet de variation de fréquence compense aussi la va- riation de la tension du oourant de sortie du convertisseur, due à la charge.
Le régulateur à pile de carbone peut être remplace par un régulateur d'un autre type ou pat un ou plusieurs relais dispo- ses de manière à introduire une résistance dans le circuit du champ de convertisseur, aveo augmentation de la tension du cou- rant d'entrée, de façon à produire l'augmentation de fréquence requise. Ce ou ces relais peuvent être disposés de manière à correspondre soit à la tension du courant continu d'entrée, soit à la tension du courant alternatif de sortie.
Pour rendre l'invention aisément compréhensible, référen- oe est faite au dessin ci-joint, comprenant des schémas des cir- cuits des installations en accord avec ces perfectionnements, et dans lesquels :
La figure 1 est un schéma illustrant une des méthodes de réalisation des présents perfectionnements, appliqués à une in- stallation dtéolairage à double batterie, pour train.
La figure 2 est un schéma d'une installation comprenant un convertisseur inversé et un régulateur à pile de carbone en série avec le champ du convertisseur et dont le bobinage de oom- mande est relié aux bornes d'un pont redresseur à onde entière, ce dernier étant en série avec une bobine d'impédance ou réac- tanoe aux bornes du circuit du courant alternatif.
La figure 3 illustre une variante dans laquelle une résis- tanoe dans le champ du convertisseur est automatiquement changée par un relais, dont le bobinage est relié aux bornes du circuit du courant alternatif.
La figure 4 est semblable à la figure 3, mais montre l'ap- plioation d'une série de relais pour un réglage progressif de
<Desc/Clms Page number 6>
la résistance dans le champ du convertisseur.
A la figure 1, D est une dynamo d'éclairage actionnée par essieu et reliée, au moyen d'un commutateur-permutateur de bat- terie v w, à l'une ou l'autre des deux batteries 1 et 2, selon la position des segments de contact du commutateur, qui sont tournés périodiquement de 90 . L'habituel conjoncteur de lance- ment de courant de la dynamo est indiqué en ! x.
Un oonverteisseur e doit être utilisé pour alimenter les lampes L à décharges dans un gaz, montées chacune en série aveo sa bobine de réaotanoe respective s. Le convertisseur o est ali- menté en courant continu par un circuit a, venant de celle des batteries 1 ou 2,qui n'est pas reliée directement à la dynamo D, au moyen du commutateur-permutateur v w. L'habituelle résistan- ce r des lampes, montrée en traits interrompus, est connectée entre le circuit a et le pale positif de la dynamo.
Dans la po- sition des parties, représentée à la figure 1, la batterie N 1 est reliée directement à la dynamo par le segment supérieur v du commutateur-permutateur et la batteir N 2 est reliée au circuit a par le segment w et à la dynamo par la résistance r. quand les segments v et w sont tournés de 90 , ces connexions de batteries sont interohangées de la manière bien connue. Il s'ensuit que le convertisseur c est toujours relié à la batterie qui est à ce moment flottante ou régulatrice et dont la varia- tion de tension est tolérable pour le but visé.
A la figure 2, le cirauit a peut être relié à la batterie unique ( non représentée ) d'une installation d'éclairage à une seule batterie, pour train. Toutefois, cette batterie peut être la batterie flottante d'une installation à batterie double. Le circuit a comprend le bobinage de champ en série b d'un conver- tisseur inversé c, ce dernier agissant pour convertir le courant continu du circuit a en courant alternatif pour le circuit d des lampes fluorescentes. Au lieu que le circuit d soit relié aux
<Desc/Clms Page number 7>
bagues collectrices du convertisseur c, comme montré, ce dernier peut être relié au primaire d'un transformateur dont le secon- daire peut être relié au circuit d.
Les lampes ( non représen- tées ) intercalées dans le circuit d seraient pourvues des habi- tuelles bobines d'impédance ou de réactance stabilisatrices.
Un bobinage de ohamp en dérivation e est relié aux bornes du convertisseur en série avec la pile de carbone f d'un régulateur à pile de carbone, le bobinage de commande g du régulateur étant relié aux bornes d'un pont redresseur h à onde entière. Ce der- nier est relié en série à une bobine de réactance à noyau de fer j aux bornes du circuit alternatif d et, si on le désire, une résistance variable k peut être utilisée conjointement avec la bobine de réaotanoe j.
Gomma cela a été expliqué plus haut, quand la tension de sortie du convertisseur dans le circuit d augmente, avec augmen- tation de la tension d'entrée dans le circuit a, cette augmenta- tion de tension provoque dans la bobine g du régulateur une aug- mentation de la résistance de la pile! en série avec le bobinage de champ en dérivation e. C'est pourquoi la vitesse du conver- tisseur c et la fréquence de son courant de sortie augmentent également, de sorte que le oourant des lampes se trouve réglé de façon appropriée. La vitesse du convertisseur cessera d'aug- menter quand l'augmentation de l'impédance du circuit de la bo- bine! du régulateur sera proportionnelle à l'augmentation de la tension.
Si la bobine de réactance j est grande, la fréquen- ce peut être amenée à varier proportionnellement à la tension, mais en combinant une résistance appropriée k à la bobine de réactance j, la fréquence peut être amenée à augmenter dans une mesure proportionnellement plus grande que la tension.
En se référant à la variante de la figure 3, on verra qu' une bobine de relais 1 est reliée aux bornes du circuit de cou- rant alternatif d, à la place du circuit de la bobine du régula-
<Desc/Clms Page number 8>
teur g, h, j, k, de la figure 2. Cette bobine de relais 1 agit lorsque la tension augmente, pour ouvrir un interrupteur de oourt-oirouit m aux bornes d'une résistance n en série avec le bobinage e de ohamp en dérivation, du convertisseur c.
D'après une autre variante, illustrée à la figure 4, d' autres relais 11 et 12 sont reliés en parallèle au relais 1, les relais au nombre de deux, trois ou davantage étant calibrés de manière à fonctionner successivement, pendant l'augmentation de la tension, pour l'ouverture progressive d'interrupteurs de court-oirouitage de résistance m, ml, m 2, et par conséquent, pour l'augmentation progressive de la résistance n, n1, n2, dans le circuit de champ en dérivation du convertisseur c.
La bobine de relais 1 de la figure 3, ou les bobines 1, 11, 12, de la figure 4, peuvent être reliées aux bornes du circuit de courant continu a, au lieu d'être reliées aux bornes du cir- cuit alternatif d, si l'on préfère. Dans n'importe laquelle de ces dispositions, l'augmentation de la résistance dans le cir- cuit de champ en dérivation, causée par l'augmentation de la tension, provoque l'augmentation de la vitesse du convertisseur et de sa fréquence, de sorte que le passage de l'excès de cou- rant vers les lampes est empêché par la réactance. Quand la ten- sion tombe, le relais 1, ou les relais 1, 11, 12, permettent à l'interrupteur m ou aux interrupteurs m, ml, m2, de se refermer pour réduire la résistance dans le circuit du champ en dériva- tion, comme on l'aura compris.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.