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PROCEDE DE CONTROLE ELECTRIQUE DE LA POSITION D'APPAREILS
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COMANDES µ1i&0TRIgLlEiZàl.Î'l A DISTANCE
Le procédé a pour but de contrôler électriquement à distance, de façon sûre, la position d'appareils commandés à distance à l'aide de courant alternatif monophasé ou polyphasé, par exemple les aiguillages des chemins de fer, les signaux, les barrières de passages à niveau, etc., ce contrôle utilisant tout ou partie des conducteurs de manoeuvre, sans exiger'de conducteur supplémentaire entre le poste de commande et l'appareil commandé.
De tels appareils sont en général surveillés, pendant les périodes de repos, par un courant permanent de contrôle qui agit directement ou indirectement, au poste de commande, sur un organe de contrôle,.par exemple un relais. Celui-ci sert a'indicateur, permet d'établir certains verrouillages électriques
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(avec d'autres appareils/ et n'est actionné que lorsque les positions 'de l'organe de commande et de l'appareil commandé sont correctes et concordantes.
Les systèmes connus de contrôle par courants permanents exigent en général de séparer au moins partiellement les circuits de contrôle des circuits de manoeuvre.$ ce qui présente l'inconvénient d'exiger, en plus des fils de manoeuvre, des fils de contrôle reliant l'organe de commande à l'appareil commandé.
De plus ils utilisent généralement des sources de courants de contrôle placées en cabine (c'est-à-dire au poste de commande), de telle sorte que des courts-circuits survenant accidentelle- ment en campagne entre conducteurs de contrôle, peuvent avoir pour effet d'actionner en cabine l'appareillage de contrôle indépendamment de la position des appareils commandés; ceci présente de graves dangers, surtout en matière de signalisation des chemins de fer . nfin des courants parasites provenant de sources extérieures, et dûs par exemple à des accidents de câbles tels que courts-circuits, défauts d'isolement, etc., ont une probabilité relativement élevée d'agir sur l'appareillage de contrôle en cabine comme le courant de contrôle correct, ce qui constitue également un grave danger.
Le procédé de contrôle qui fait l'objet de la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et d'éviter ces dangers, de la manière exposée ci-après. permanents*
10) Les circuits des courants/de contrôle utilisent des fils des circuits de manoeuvre reliant l'organe de commande en cabine à l'appareil commandé en campagne, et le nombre de ces fils n'est doncpas supérieur à celui du schéma'de manoeuvre.
20) Les courants de contrôle agissent sur des relais de contrôle dont l' actionnement dépend de la phase du courant, par l'inter- médiaire de transformateurs de contrôle dont un enroulement primaire est branché en série dans un fil commun aux circuits de manoeuvre et de contrôle. Cet enroulement primaire est parcouru,
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tantôt par le courant dé contrôle, tantôt par le courant de manoeuvre: le premier a une grandeur telle et une phase telle qu'il porte le relais de contrôle en position de travail, tandis que la phase du second est telle qu'il ne peut ni porter ni maintenir ce relais en position de travail.
L'utilisation de relais--de contrôle sensibles à la phase du courant réduit fortement la probabilité de les actionner par un courant parasite, car ce dernier devrait avoir non seulement une grandeur suffisante mais aussi une phase correcte. Comme il y a intérêt à utiliser un courant de contrôle petit par rapport au courant de manoeuvre, chacun des transformateurs de contrôle déjà cités peut être établi de telle façon qu'il limite le courant fourni au relais pendant la manoeuvre, à une valeur peu supérieure à celle du courant fourni pendant le contrôle.
30) Un appareil qui donne au courant de contrôle sa phase correcte, constitué de préférence d'une impédance capacitive, est connecté en campagne en série dans une partie du circuit de contrôle non parcourue par le courant de manoeuvre.
De cette façon, bien que la source du courant de contrôle soit située en cabine, la phase du courant de contrôle est fixée par l'appareil situé en campagne, ce qui élimine le danger d'action- nement intempestif de l'appareillage de contrôle, par suite d'un contact accidentel entre fils.
La description ci-dessous, et les dessins schématiques annexés sont relatifs à quelques exemples de réalisation du procédé de contrôle suivant la présente invention, appliqués à certains schémas connus de manoeuvre électrique à distance d'aiguillages, où la source de courant est commune aux circuits de manoeuvre et de contrôle. Il est entendu que ce procédé de contrôle est applicable à des appareils quelconques dont la position doit être indiquée de façon sûre au poste de commande, et à des schémas de manoeuvre autres que ceux représentés.
Sur le dessin, les appareils sont montrés dans une position de repos, pour laquelle le courant permanent de contrôle est établi.
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On n'a pas représenté les dépendances électriques connues, généralement établies entre l'appareillage de commande et de contrôle de l'aiguillage, et d'autres aiguillages ou d'autres appareils tels que signaux, etc... ni le verrouillage mécanique ou électro-mécanique connu, généralement prévu pour empècher toute manoeuvre de l'aiguillage déjà occupé par un véhicule.
Les figures d et 2 se rapportent à un aiguillage avec moteur alternatif triphasé, à deux positions de repos; les manoeuvres sont commandées suivant le procédé connu qui consiste à inverser le sens de rotation du moteur par interversion en cabine de deux phases d'alimentation, et à couper l'alimentation de deux phases du moteur par des commutateurs de fin de course de l'aiguillage. La figure 3 se rapporte à un aiguillage avec moteur alternatif monophasé, à deux positions de repos ; lesmanoeuvres sont commandées suivant le procédé connu qui consiste à inverser le sens de rotation du moteur en alimentant au départ de la cabine l'un ou l'autre des deux enroulements statoriques et à couper l'alimentation en fin de manoeuvre par des commuta- teurs de fin de course de l'aiguillage.
Sur ces figures, les mêmes références désignent des éléments semblables.
A1, A2, A3 désignent les fils d'alimentation reliés à la source de courant alternatif.
F désigne les fusibles ou les disjoncteurs pour la protec- tion de l'installation contre les courts-circuits.
Ma désigne les commutateurs ou inverseurs dépendant de la manette de commande du moteur d'aiguillage.
1, 2,3, 4,5,désignent les fils conducteurs reliant l'appareillage en cabine à l'appareillage en campagne.
M désigne les moteurs d'aiguillages.
I,II,III, désignent les bornes d'alimentation de ces moteurs.
El, E2, désignent les deux enroulements statoriques du moteur monophasé (fig.3).
M1, M2, M3, M4, désignent des commutateurs dépendant de l'appareil de manoeuvre de l'aiguillage, actionnés au début ou à
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la fin de la course, suivant le sens de la manoeuvre.
Pi, P2, désignent les contacts dépendant de la position des pointes d'aiguilles.
T, Ti, T2, désignent des transformateurs statiques dits "de contrôle".
RC désigne des relais de contrôle sensibles à la phase du courant, représentés comme des relais à disque à induction, à deux enroulements appelés "local" et "voie".
L désigne l'enroulement "local" alimenté directement en cabine.
V désigne l'enroulement "voie" alimenté par un transformateur T, T1, ou T2.
C désigne un condensateur.
R désigne une résistance ohmique.
Sur la figure 1, le courant permanent de contrôle issu des fils A1 et A2 de la source est établi via l'enroulement primaire du transformateur Ti, les fils 1 et 4, les commutateurs Mi et M2, @ le contact Pi, et la capacité C. Celle-ci donne à ce courant une phase telle que l'enroulement secondaire du transformateur Ti alimentant l'enroulement V du relais RC, porte ce dernier en position de travail. Toute modification voulue ou accidentelle de la position de la manette Ma, d'un commutateur M1 ou M2, ou du contact P1 de l'aiguille collée au rail, a pour effet de rompre le courant de contrôle; le relais RC quitte alors sa position de travail et.indique ainsi le dérangement survenu.
Voici, à titre d'exemple, le fonctionnement des appareils lors d'une manoeuvre effectuée à partir de la position représentée figure 1. En inversant la manette Ma: le courant de contrôle est rompu, le moteur M est alimenté par les fils 2,3 et 5 pour un sens de rotation déterminé, et le secondaire de T2 est substitué au secondaire de T1 dans l'alimentation de l'enroulement V.
Le relais de contrôle RC quitte sa position de travail dès la rupture du courant de contrôle, et n'y retourne pas pendant la manoeuvre du moteur M, car le courant circulant dans le primaire du transformateur T2 a une phase telle que le relais a plutôt
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'tendance à s'éloigner de ce te position. Dans l'exemple envisagé, les commutateurs M1 et M2 s'inversent au début de la manoeuvre de l'aiguillage, en vue de préparer la manoeuvre suivante.
Lorsque l'aiguillage a terminé sa course, les commutateurs M3 et M4 s'inversent, ce qui a pour effet de couper l'alimentation des bornes I et II du moteur, et d'établir le courant permanent de contrôle via le primaire du transformateur T2, les fils 2 et 3, les commutateurs M3 et M4, le contact P2 (si la pointe d'aiguille correspondante est bien en position correcte), et le condensateur 0. Lors d'une manoeuvre destinée à revenir à la position représen- tée à la figure 1, le fonctionnement des appareils est analogue, mais les rôles des transformateurs Ti et T2 sont intervertis, les commutateurs M1 et M2 jouent le rôle des commutateurs M3 et M4 et .inversement, et les rôles des contacts PI et P2 sont intervertis.
Il est évident que les enroulements primaires des transfor- mateurs. Ti et T2 peuvent être respectivement connectés en série, dans les fils i et 3 (comme l'indique la figure 1), ou bien 1 et 2, ou bien 4 et 2, ou bien 4 et 3, sans modifier les caracté- ristiques essentielles ni les avantages du procédé de contrôle.
La figure 2 représente un exemple analogue à celui de la figure 1, mais où les transformateurs Ti et T2 sont remplacés par un seul transformateur T qui possède deux enroulements primaires utilisés chacun dans une position de repos, et un seul enroulement secondaire connecté directement à l'enroulement "voie" du relais de contrôle RC.
La figure 3 représente un exemple de réalisation avec moteur monophasé et le fonctionnement est semblable à celui de l'exemple de la figure i. Il y a lieu de remarquer que, pour une manoeuvre à partir de la position représentée, le commutateur M1 fonctionne au début de la course et le commutateur 112 à la fin, et inverse- ment pour une manoeuvre en sens inverse.
Les exemples décrits en regard des figures 1,2,3, sont tels que des contacts accidentels entre fils reliant les appareils en cabine- aux appareils en campagne, ne peuvent entraîner ni le maintien , ni le passage du relais de contrôle en position de
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travail, car les courants ainsi créés n'ont pas une phase appro- priée, ou ont une valeur suffisamment grande pour provoquer avec certitude la rupture rapide des circuits par fusion des fusibles ou déclenchement des disjoncteurs de protection.
Il est loisible, sans sortir du cadre de la présente invention d'en agencer les divers éléments d'une manière autre que celle décrite. Ainsi par exemple, il est possible de contrôler séparément les deux positions de repos d'un appareil à l'aide de deux relais différents avec deux transformateurs, ou à l'aide d'un relais à deux positions de travail différentes avec un transformateur à deux enroulements primaires.
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ELECTRICAL CONTROL PROCESS OF THE POSITION OF APPLIANCES
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COMMANDS µ1i & 0TRIgLlEiZàl.Î'l REMOTE
The purpose of the method is to control electrically remotely, in a safe manner, the position of remotely controlled devices using single-phase or polyphase alternating current, for example railway switches, signals, passage barriers. level, etc., this control using all or part of the operating conductors, without requiring an additional conductor between the control station and the controlled device.
Such devices are generally monitored, during rest periods, by a permanent control current which acts directly or indirectly, at the control station, on a control member, for example a relay. This serves as an indicator, allows certain electrical interlocks to be established.
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(with other devices / and is only actuated when the positions' of the control member and the controlled device are correct and consistent.
Known permanent current control systems generally require at least partially separating the control circuits from the operating circuits. This has the drawback of requiring, in addition to the operating wires, control wires connecting the switch. control member to the controlled device.
In addition, they generally use control current sources placed in the cab (that is to say at the control station), so that short-circuits accidentally occurring in the field between control conductors, can have for effect of activating the control equipment in the cabin independently of the position of the controlled equipment; this presents serious dangers, especially in the area of railway signaling. Finally, parasitic currents from external sources, and due for example to cable accidents such as short-circuits, insulation faults, etc., have a relatively high probability of acting on the control equipment in the cabin such as the correct control current, which is also a serious danger.
The purpose of the control method which is the subject of the present invention is to remedy these drawbacks and to avoid these dangers, as explained below. permanent *
10) The current / control circuits use wires from the maneuver circuits connecting the control unit in the cabin to the apparatus controlled in the field, and the number of these wires is therefore not greater than that in the maneuver diagram .
20) The control currents act on control relays, the actuation of which depends on the phase of the current, through the intermediary of control transformers, a primary winding of which is connected in series in a wire common to the operating circuits and control. This primary winding is traversed,
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sometimes by the control current, sometimes by the operating current: the first has such a magnitude and a phase such that it takes the control relay in the working position, while the phase of the second is such that it cannot neither carry nor maintain this relay in working position.
The use of phase-sensitive control relays greatly reduces the probability of them being actuated by a parasitic current, since the latter should have not only sufficient magnitude but also the correct phase. As it is advantageous to use a control current which is small compared to the switching current, each of the control transformers already mentioned can be set up in such a way that it limits the current supplied to the relay during the switching, to a little higher value. to that of the current supplied during the test.
30) An apparatus which gives the control current its correct phase, preferably consisting of a capacitive impedance, is field-connected in series in a part of the control circuit not traversed by the operating current.
In this way, although the source of the control current is located in the cabin, the phase of the control current is fixed by the device located in the field, which eliminates the danger of inadvertent actuation of the control device. , as a result of accidental contact between wires.
The description below, and the attached schematic drawings relate to some examples of implementation of the control method according to the present invention, applied to certain known diagrams of remote electrical operation of switches, where the current source is common to the circuits. maneuvering and control. It is understood that this control method is applicable to any apparatus the position of which must be indicated reliably at the control station, and to maneuver diagrams other than those shown.
In the drawing, the devices are shown in a rest position, for which the permanent control current is established.
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Known electrical dependencies, generally established between the switch command and control equipment, and other points or other devices such as signals, etc., or the mechanical locking or known electro-mechanical, generally designed to prevent any operation of the switch already occupied by a vehicle.
Figures d and 2 relate to a switch with a three-phase AC motor, with two rest positions; the maneuvers are controlled according to the known method which consists in reversing the direction of rotation of the motor by reversing two power supply phases in the cabin, and in cutting the power supply to two phases of the motor by limit switches of the referral. FIG. 3 relates to a switch with a single-phase AC motor, with two rest positions; the maneuvers are controlled according to the known method which consists in reversing the direction of rotation of the motor by supplying one or the other of the two stator windings at the start of the cabin and cutting the power supply at the end of the maneuver by means of switches switch limit switch.
In these figures, the same references designate similar elements.
A1, A2, A3 designate the power wires connected to the alternating current source.
F designates fuses or circuit breakers for the protection of the installation against short circuits.
Ma designates the switches or inverters depending on the switch motor control lever.
1, 2, 3, 4, 5, designate the conductors connecting the equipment in the cabin to the equipment in the field.
M designates the switch motors.
I, II, III, designate the supply terminals of these motors.
El, E2, designate the two stator windings of the single-phase motor (fig. 3).
M1, M2, M3, M4, designate switches depending on the switching device of the switch, actuated at the start or at
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the end of the race, depending on the direction of the maneuver.
Pi, P2, designate the contacts depending on the position of the needle tips.
T, Ti, T2, denote so-called "control" static transformers.
RC stands for phase-sensitive current control relays, represented as induction disc relays, with two windings called "local" and "channel".
L designates the "local" winding supplied directly to the cabin.
V designates the "track" winding supplied by a transformer T, T1, or T2.
C denotes a capacitor.
R denotes an ohmic resistance.
In figure 1, the permanent control current coming from the wires A1 and A2 of the source is established via the primary winding of the transformer Ti, the wires 1 and 4, the switches Mi and M2, @ the contact Pi, and the capacitance C. This gives this current a phase such that the secondary winding of the transformer Ti supplying the winding V of the RC relay, brings the latter to the working position. Any desired or accidental modification of the position of the lever Ma, of a switch M1 or M2, or of the contact P1 of the needle stuck to the rail, has the effect of breaking the control current; the RC relay then leaves its working position and thus indicates the fault that has occurred.
Here is, by way of example, the operation of the devices during a maneuver carried out from the position shown in figure 1. By reversing the lever Ma: the control current is broken, the motor M is supplied by wires 2, 3 and 5 for a determined direction of rotation, and the secondary of T2 is substituted for the secondary of T1 in the supply of winding V.
The RC control relay leaves its working position as soon as the control current is interrupted, and does not return to it during the operation of the motor M, because the current flowing in the primary of transformer T2 has a phase such that the relay has rather
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'tendency to move away from this position. In the example considered, the switches M1 and M2 are reversed at the start of the switch maneuver, in order to prepare the next maneuver.
When the switch has finished its travel, switches M3 and M4 are reversed, which has the effect of cutting off the power supply to terminals I and II of the motor, and establishing the permanent control current via the primary of the transformer. T2, wires 2 and 3, switches M3 and M4, contact P2 (if the corresponding needle tip is in the correct position), and capacitor 0. During an operation intended to return to the position shown shown in Figure 1, the operation of the devices is similar, but the roles of the transformers Ti and T2 are inverted, the switches M1 and M2 play the role of the switches M3 and M4 and vice versa, and the roles of the contacts PI and P2 are inverted.
It is obvious that the primary windings of the transformers. Ti and T2 can be respectively connected in series, in wires i and 3 (as shown in figure 1), or 1 and 2, or 4 and 2, or 4 and 3, without modifying the characteristics. essential or the advantages of the control process.
Figure 2 shows an example similar to that of Figure 1, but where the transformers Ti and T2 are replaced by a single transformer T which has two primary windings each used in a rest position, and a single secondary winding connected directly to the 'channel' winding of the RC control relay.
FIG. 3 represents an embodiment with a single-phase motor and the operation is similar to that of the example of FIG. I. It should be noted that, for an operation from the position shown, the switch M1 operates at the start of the stroke and the switch 112 at the end, and vice versa for an operation in the opposite direction.
The examples described with reference to figures 1, 2, 3, are such that accidental contacts between wires connecting the devices in the cabin to the devices in the field, can neither cause the maintenance nor the passage of the control relay in the position of
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work, because the currents thus created do not have an appropriate phase, or have a value large enough to cause with certainty the rapid rupture of the circuits by blowing the fuses or tripping of the protection circuit breakers.
It is permissible, without departing from the scope of the present invention, to arrange the various elements thereof in a manner other than that described. Thus, for example, it is possible to separately control the two rest positions of a device using two different relays with two transformers, or using a relay with two different working positions with a transformer at two primary windings.