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Système de commande de moteur.
La présente invention concerne, en g4néral, les systèmes de commande de moteurs et, plus narticulièrement les systèmes de commande de freinage sur génératrice, c'est-à-dire de freinage par le moteur, ainsi de freinage électrique de secours de véhicu- les électriques tels que les trolleybus ou les trolleycars.
Dans les appareillages de commande pour trolleybus avec frein électrique, l'appareil de commande reçoit son énergie des câbles conducteurs par l'intermédiaire des dispositifs collec- teurs de courant. Donc si une des flèches de trolley quitte son câble, l'appareillage de freinage électrique ne fonctionne pas.
Ceci peut donner de sérieux accidents, particulièrement dans les endroits montagneuxe où les trolleybus ont un service très dur.
L'invention a pour buts de: commander l'appareillage de frein sur génératrice dans un véhicule électrique, indépendamment de la tension de ligne;
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prévoir un freinage électrique de secours pour un véhi- cule à propulsion électrique; accélérer l'action d'un. relais limiteur de courant dans un système de commande de moteur, quand on freine sur géné- ratrice à des vitesses élevées; plus généralement, créer un système de commande de frein électrique pour véhicule, simplifié et perfectionné.
Conformément à la présente invention, l'appareillage de commande de frein sur génératrice est alimenté par du courant provenant d'une -batterie ou d'une source d'énergie auxiliaire.
Le freinage sur génératrice peut donc être commandé indépendam- ment de la tension de ligne. Comme protection supplémentaires, un frein électrinue de secours est prévu indépendant de toute autre commande, des freins mécaniques ou hydrauliques, ou du sens de marche du véhicule. Un relais limiteur de courant à. une bobine alimentée de telle sorte, quand les connexions pour freinage sur génératrice sont établies, que le fonctionnement du relais est accéléré quand le véhicule roule à grande vitesse, ce qui em- pêche le surfreinage et le survoltage de la commutation du mo- teur à vitesses élevées.
La nature et les buts¯de l'invention ressortiront clai- rement à la suite de le description détaillée suivante, avec référence au dessin annexé dans lequel, la figure 1 est un schéma de connexions d'un système de commande réalisant les ca- ractéristiques principales de l'invention, la figure 2 est un tableau montrant la suite des opéra- tions d'une partie de l'appareillage représenté à la. figure 1.
En se reportant au dessin, le système représenté comprend un moteur 10 aycnt un enroulement d'induit 11 et un enroulement inducteur 12; un interrupteur de ligne LS et un interrupteur M servant à relier le moteur aux câbles conducteurs 13 et 14 par l'intermédiaire des collecteurs de courant 15 et 16 respecti- vement; une paire d'interrupteurs Bl et B2 pour établir les con-
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nexions pour le freinage sur génératrice du moteur, et un interrupteur H pour relier l'enroulement d'excitation 12 aux câ- bles conducteurs'13 et 14 pendant une partie du freinage sur génératrice afin d'assurer que l'action de freinage électrique du moteur soit rapide.
La commande de courant du moteur pendant les périodes d'accélération et de freinage sur génératrice utilise une ré- sistance R qui est shuntée dans le circuit moteur de façon pro- gressive au moyen de commutateurs de shuntage de résistances Rl, R2, R3, R4, R7 et R8 qui sont commandésà la suite l'un del'au- tre, comme le tableau de la fig.2 le montre, à la fois dans les périodes d'accélération et de freinage. Une paire de commu- tateurs de shuntage d'excitation Fl et F2 servent à shunter l'enroulerr.ent d'excitation 12 à travers une self 17 et une ré- sistance 18 de manière à donner au moteur sa vitesse maximum, de façon bien connue.
Afin que la suite des opérations des commutateurs de shuntage de résistances et d'excitation puisse être réglée par enclenchements progressifs moyennant un nombre relativement restreint de contacteurs sur ces interrupteurs, chaque interrup- teur est muni d'une bobine de fermeture et d'une bobine de main- tien. La bobine de fermeture est excitée pour fermer le circuit, après quoi la bobine de maintien est alimentée de façon à main- tenir l'interrupteur fermé, la bobine de fermeture pouvant être déconnectée une fois que la bobine de maintien est excitée.
Comme d'habitude, la progression des commutateurs de shuntage de résistances est réglée automatiquement, dans les pé- riodes d'accélération et de freinage, par un relais limiteur de courant LR qui empêche un passage de courant trop élevé dans l'en- roulement moteur. Le relais LR est pourvu de l'enroulement série habituel 19 inséré dans le circuit de l'induit du moteur 10.
Le relais LR est également muni d'un enroulement 20 en parallèle avec une résistance 21 qui est connectée dans le circuit
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de l'enroulement d'excitation par l'interrupteur H pour exciter l'inducteur du moteur quand on établit les connexions pour le freinage sur génératrice. La résistance 21 et la bobine shunt 20 se trouvent en série avec une résistance de freinage permanent 22, lorsque les interrupteurs H et Bl sont fermés. Lorsque l'on freine sur génératrice, la tension aux bornes de la bobine 20 du relais limiteur est normalement presqu'égale à la tension de ligne. De cette manière le relais limiteur est amené magnétique- ment tout près de son fonctionnement. Quand le courant de frei- nage augmentera, le relais fonctionnera rapidement et au moment exact .
Le fonctionnement du relais arrête la progression des interrupteurs de shuntage de résistances, évitant ainsi le sur- freinage et le survoltage du commutateur à des vitesses élevées.
Quand le freinage augmente, la tension sur la bobine 20 diminue de l'importance de la. chute de tension aux bornes de la r4sis- tance de freinage permanent 22. Le courent de freinage atteint alors sa valeur normale et se trouve régir' par le relais limiteur avec son régalage normal. Il est clair que l'opération précédente se fait en un temps relativement court pendant la première partie du cycle de freinage sur génératrice.
En plus des enroulements 19 et 20, le relais LR a encore un enroulement shunt 23 qui est excité quand on arrive à la. fin du cycle d'opérations de commande dans les cycles d'accélération et de freinage. L'excitation de la bobine shunt 23 maintient le relais limiteur ouvert. Lorsque le relais limiteur est maintenu ouvert,on déconnecte toutes les bobines de fermeture des commu- tateurs de shuntage de résistances et d'excitation, de la batterie qui sert à l'appareillage de commande. Ce sont donc les bobines de maintien seules qui sont alimentées à la fin de la suite des opérations de commande. L'alimentation de la. bobine 23 est com- mandée par des contacteurs sur les commutateurs de shuntage de résistances et le commutateur de shuntage d'excitation F2.
De
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cette manière, la température des bobines de fermeture est forte- ment réduite, puisqu'elles ne sont pas alimentées continuellement, et une économie d'énergie est réalisée dans le fonctionnement de l'appareillage de commande.
Le freinage sur génératrice, la marche à vide et l'accélé- ration ou l'application d'énergie au véhicule sont des opérations toutes commandées par un seul contrôleur MC qui peut être du type à came et pédale. Comme indiqué, le contrôleur MC est cons- truit de façon à utiliser une partie du contrôleur pour le frei- nage électrique, d'autres parties pour la marche à vide et encore une autre partie pour l'accélération. Quand le contrôleur est manoeuvré en partant de sa position normale, il passe successi- vement par les positions de freinage, la position de marche à vide et ensuite par les positions d'accélération, la vitesse maximum du véhicule étant obtenue en amenant le contrôleur à sa position de pleine puissance, auquel moment les commutateurs F1 et F2 sont fermés pour shunter l'inducteur du moteur.
En partant de la position de pleine puissance, un pre- mier déplacement du contrôleur en arrière libère une partie du circuit de shuntage de l'excitation. En se rapprochant de la marche à vide, on enlève le reste du shuntage de l'excitation et on commence à insérer des résistances en série avec le moteur, pour atténuer l'effet de coupure de la puissance. hn passant par la marche à vide, position dans laquelle le moteur est déconnec- té des conducteurs de courant, on arrive ensuite à la. première position de freinage. Fn se rapprochant toujours de la position normale, on passe par d'autres points de freinage en fermant les commutateurs de shuntage de résistances de façon à shunter la résistance R du circuit d'induit.
On voit donc que l'on peut commander normalement le véhicule au moyen d'une seule pédale et que la. vitesse maximum est atteinte quand la pédale est en- tièrement enfoncée, le freinage maximum étant obtenu en relâchant - toutà-fait la pédale.
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Afin de protéger le fonctionnement du frein sur généra- trice contre la disparition de la tension de ligne, provoquée par le déraillement d'une flèche de trolley ou par d'autres causes, les commutateurs servant à établir les connexions de freinage normal, les commutateurs de shuntage de résistances et d'excitation, sont tous alimentés par une batterie ou une source d'énergie auxiliaire indiquée au dessin par les signes + et -, et non pas par la tension de ligne. De cette manière le freinage électrique se fait indépendamment de la tension de ligne.
Comme protection supplémentairecentre les rates de l'ap- pareillage de commande, un contrôleur manuel de secours est prévu.
Comme indiquée le contrôleur EC peut être du type à cames et fournit un frein électrique de secours pour le moteur 10 fonc- tionnant pour n'importe quel sens de marche du véhicule et n'exigeant qu'un seul mouvement de manoeuvre de la plate-forme du conducteur. Quand les contacteurs normalement ouverts du contrôleur EC sont ouverts,la. batterie est connectée directe- ment sur l'enroulement inducteur 12 du moteur, excitant ainsi séparément l'inducteur du moteur. L'induit du moteur est mis aux bornes d'une partie de la résistance R, donnant ainsi une charge au moteur qui fonctionne alors comme une génératrice à excitation indépendante.
Il s'ensuit un freinage indépendant de tous les autres appareils de commande, des freins mécaniques ou hydrauliques, et efficace pour n'importe quel sens de marche du véhicule. Quand le frein électrique normal et les freins hydraulicues viennent à manquer, le conducteur peut encore régler la vitesse de son véhicule avec le frein de secours. Les contacteurs normalement fermés sur le contrôleur EC sont ouverts quand le contrôleur est mis sur la. position "marche" pour interrompre le circuit de com- mande des interrupteurs LS et M, afin de s'assurer que le moteur est déconnecté de la ligne quand on utilise le frein de secours.
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Le fonctionnement de l'appareillage décrit ci-dessus res- sortira clairement de la. description détaillée suivante. Pour amener le véhicule à sa vitesse maximum, on pousse le contrôleur MC dans sa dernière position, de pleine puissance. Comme on sup- pose que le véhicule part de l'arrêt, rien ne se produit pendant que le contrôleur passe les positions de freinage et de marche à vide.
Quand il atteint la première position d'accélération, les interrupteurs LS, Rl et M se ferment et connectent le moteur aux conducteurs de courant 13 et 14, en série avec la résistance R. Le circuit d'alimentation de la bobine d'excitation de l'interrup- teur LS part du trolley positif par le conducteur 13 le coll.ec- teur de courant 15, le conducteur 24, les plots de contact 25 sur le contrôleur EC, le conducteur 26, les plots de contacts 27 et 28 sur le contrôleur MC, le conducteur 29, le contacteur 31 sur l'interrupteur Bl, le conducteur 52, la bobine d'excitation de l'interrupteur LS, le conducteur 33, et le collecteur de cou- rant 17 pour aboutir au conducteur négatif 14.
Le circuit d'ali- mentation pour la bobine d'excitation de l'interrupteur Y va du conducteur 32 par la bobine au conducteur négatif 35,
Après la fermeture de l'interrupteur LS, la bobine de fer- meture du commutateur Rl est alimentée par un circuit partant de la borne positive de la batterie de commande (non représentée), par les plots de contact du relais LR, le conducteur 34, la bobine de fermeture du commutateur Rl, le conducteur 35 un con- tacteur 36 sur le commutateur R7, le conducteur 37, un contac- teur 38 sur l'interrupteur LS et le conducteur 39 pour aboutir à la borne négative de la batterie. Après la fermeture du com- mutateur Rl, sa bobine de maintien est alimentée par un circuit partant du plus par le conducteur 41, la bobine de maintien, un contacteur 42 pour aboutir au négatif par un circuit déjà décrit.
Quand le contrôleur atteint la seconde position d'accélé- '
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ration, le commutateur R2 se ferme afin de shunter une autre partie de la résistance R dans le circuit moteur. Le circuit d'a- limentation pour le commutateur R2 part du positif par les plots de contact du relais LR, le conducteur 34, la bobine de fermeture du commutateur R2, le conducteur 43, les plots de contact 44 du contrôleur MC, le conducteur 45, un contacteur 46 sur le com- mutateur R1 et le conducteur 35 pour aboutir au moins par le cir- duit déjà décrit. La bobine de maintien du commutateur R2 est alimentée par un contacter 47 sur l'interrupteur quand celui'-ci est fermé.
Après la fermeture du commutateur R2 viennent celles des commutateurs R3, R4, R7 et R8 progressivement et de manière bien connue. Comme on peut le voir au tableau des séquences, les com- mutateurs R1, R2,R3 et R4 s'ouvrent quand le commutateur R7 se ferme. La résistance R est donc connectée dans le circuit du mo- teur en deux branches parallèles, et les commutateurs R2, R3, R4 et Rl se referment dans l'ordre du tableau des séquences de façon à shunter complètement la. résistance R dans le circuit moteur.
Comme le fonctionnement des commutateurs de shuntage de résis- tances par enclanchement progressif sous la commande d'un relais LR est bien connu dans les systèmes de commande des trains, il n'est pas nécessaire de décrire en détail tous les circuits de commande de ces différents commutateurs.
Comme exposé ci-dessus, le commutateur de shuntage d'exci- tation F2 se ferme à la fin du cycle d'accélération dans le but de shunter l'excitation 12 à travers la self 17. Comme décrit dans la demande copendante susmentionnée, la bobine 23 du relais LR est alimentée à la fin du cycle d'accélération pour ouvrir les contacts du relais limiteur, ce qui déconnecte les bobines de fermeture des commutateurs de shuntage de résistances et d'excitation. De cette manière, les bobines de fermeture sont isolées et ne peuvent surchauffer, et une économie de courant de la batterie est réalisée, tout celà. est expliqué en détail dans la
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demande copendante susmentionnée.
S'il faut freiner le véhicule, on ramène le contrôleur MC en arrière dans sa position normale, le freinage maximum étant obtenu quand le contrôleur est revenu tout-à-fa.it à sa position normale. Il faut remarquer que le moteur est déconnecté de la source de courant quand le contrôleur passe par la position de marche à vide, tout l'appareillage de commande étant déconnecté à ce moment. Quand le contrôleur atteint sa première position de freinage, les commutateurs Rl, B1, B2, H, et Fl sont fermés.
Les interrupteurs Rl, Bl et B2 établissent un circuit de freinage sur génératrice pour l'induit du moteur à trarers la résistance R et l'interrupteur H, en conjonction avec l'interrup- teur Bl, connecte l'excitation 12 du moteur aux bornes des con- ducteurs de courant afin d'exciter l'inducteur, ce qui provoque un accroissement rapide du courant afin d'assurer un freinage rapide. L'interrupteur Fl est fermé pendant le cycle de freinage, pour shunter l'excitation 12 par la self 17 et la résistance 18 afin d'aider à diminuer le courant de freinage créé par le mo- teur, courant dépassant normalement considérablement le courant moteur.
Le circuit d'alimentation de l'interrupteur B2 par du positif par la bobine de commande de l'interrupteur, le conduc- teux 51, un contacteur 52 sur l'interrupteur LS, un conducteur 53, et les plots de contact 54 du contrôleur MC, pour aboutir au négatif. Le circuit d'alimentation de l'interrupteur Fl part du conducteur 53, par la bobine de fermeture de l'interrupteur, le conducteur 55 et les contacts du relais LR pour aboutir au positif.
Après la fermeture de l'interrupteur B2, les interrup- teurs Bl, Rl et H se ferment à leur tour. Le circuit pour la bobine d'excitation du relais Bl part du positif, par la bobine et le contacteur 56 sur l'interrupteur B2, pour aboutir au néga- tif. Le circuit d'alimentation de l'interrupteur Rl part du po- sitif, par les contacts du relais LR, le conducteur 34, la bobine
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de fermeture de l'interrupteur RI, le conducteur 35, un contacteur 36 sur l'interrupteur R7, le conducteur 37, un contacteur 57 sur l'interrupteur B2 et un conducteur 39, pour aboutir au négatif.
Le circuit d'alimentation pour l'interrupteur H part du positif, par la bobine d'excitation de l'interrupteur, le conducteur 58, un contacteur 59 sur l'interrupteur R8, le conducteur 61, et le contacteur 56 sur l'interrupteur B2 pour aboutir au négatif.
Comme expose ci-dessus, la fermeture de l'interrupteur H insère l'enroulement 20 sur le relais LR dans le circuit de sur- tension de l'inducteur pour l'enroulement d'excitation du moteur 10. De cette manière, le relais limiteur est amené tout près de son point de fonctionnement, ce qui permet au relais d'agir plus rapidement quand le courant de freinage augmente dans le circuit d'induit du moteur. Le fonctionnement du relais LR arrête la progression de la commande, afin d'empêcher le surfreinge et le survoltage du commutateur du moteur, lorsqu'il tourne à très grande vitesse.
Quand le freinage augmente, la tension sur la bobine 20 est réduite de la chute de tension aux bornes de la résistance 32, qui est connectée dans le circuit moteur à ce moment, diminuant ainsi l'effet de la bobine 20 et permettant au relais de fonctionner normalement.
Les commutateurs de shuntage de résistances R2, R3, R4, R7 et R8 se ferment dans l'ordre indique au tableau des séquences, pour shunter la résistance R dans le circuit moteur, de la même façon que pendant l'accélération du véhicule. Le fonctionnement des commutateurs est réglé automatiquement par le relais limi- teur de courant LR, de façon connue. Comme le courant pour l'ali- mentation des commutateurs provient delà batterie, l'appareillage de frein agit indépendamment de la tension de ligne.
Il faut remarquer que l'interrupteur H est déconnecté en fermant le commutateur R8, ce qui isole l'inducteur 12 des con- ducteurs de courant. Mais comme l'inducteur est inséré dans le circuit d'induit, il est excité par le courant d'induit et conti-
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nue le freinage du moteur jusqu'à ce que le véhicule soit descendu à une vitesse à laquelle le freinage sur génératrice s'éteint.
Comme indiqué dans la demande copendante susmentionnée, la bobine 23 du relais limiteur R est alimentée à la fin du cycle de freinage, c'est-à-dire quand le shunt&ge des résistances par les commutateurs est complet. De cette manière, le relais LR est amené dans sa position levée de façon à déconnecter les bobines de fermeture des commutateurs de shuntage de résistances, après que ceux-ci ont achevé complètement leur opération de shuntage pendant le cycle de freinage, comme pour l'accélération.
S'il faut arrêter le véhicule au moyen du frein électri- que de secours, le contrôleur EC est amené en position "marche", ce qui met l'excitation 12 aux bornes de la batterie de façon à exciter l'inducteur, et connecte l'induit 11 aux bornes d'une partie de la résistance R, qui lui servira de charge. De cette manière, le moteur 10 fonctionne comme une génératrice à excita- tion indépendante et on obtient un freinage quel que soit le sens de marche du véhicule. Comme cette action de frein s'ob- tient indépendamment de tous les autres appareillages de comman- de, elle peut servir à maîtriser le véhicule en tous temps, mal- gré les manquements du reste de l'appareillage du véhicule.
La description précédente montre que l'invention réduit les chances de ratés dans l'appareillage de frein sur génératrice d'un véhicule, en alimentant normalement l'appareillage au moyen d'une batterie au lieu de la tension de ligne. En prévoyant un appareillage de frein de secours indépendant de tout autre appa- reillage de commande sur le véhicule, la maitrise de la vitesse du véhicule peut être assurée en tous temps. De plus, le fonc- tionnement du frein de service est perfectionné, en accélérant le fonctionnement du relais limiteur pendant le premier moment du cycle de freinage sur génératrice.
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La présente invention n'est pas limitée à la forme ou aux dispositions particulières des parties représentées et décrites ici, parce qu'il est évident que l'on peut y apporter beaucoup de modifications sans s'écarter de l'esprit et du cadre del'invention.
REVENDICATIONS
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1) Dans un système de commande de moteur, la combinaison avec un moteur et une source de puissance pour celui-ci, de dispositifs commutateurs pour relier le moteur à la source de puissance, de dispositifs de commutation supplémentaires pour établir, pour le moteur, des connexions de freinage sur généra- trice, une résistance pour régler le courant du moteur, des com- mutateurs pour shunter la résistance pendant l'accélération et le freinage sur génératrice du véhicule, un maitre-contrôleur pour régler le fonctionnèrent des dispositifs de commutation,
une source de puissance auxiliaire pour alimenter les bobines
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d'excitation des commutateur s de shuntage de résistances et des dispositifs de commutation pour établir les connexions de frei- nage sur génératrice, les bobines d'excitation des dispositifs de commutation, pour relier le moteur à la source de puissance étant alimentés par cette même source par l'intermédiaire du con- trôleur, un contrôleur de secours pour établir, pour le moteur, des connexions de freinage sur génératrice, indépendamment du maître-contrôleur et des dispositifs contacteurs sur le con- trôleur de secours pour déconnecter le maître-contrôleur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.