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Système de commandede moteur.
La présente invention concerne, en général, les systèmes de commande de moteurs, et plus particulièrement, les systèmes de commande de freinage sur génératrice, c'est-à-dire de freinage par le moteur, de véhicules électriques tels que les trolleybus ou les trolleycars,
Les buts de l'invention sont : au point de vue général, créer un système simple et effi- cace pour commander le freinage sur génératrice d'un trolleybus ou d'un véhicule similaire; plus spécialement, réduire l'importance de l'appareillage de commande nécessaire au freinage sur génératrice d'un véhicule; perfectionner la progressivité de fonctionnement du frei- nage sur génératrice pour un véhicule; faire que le freinage sur génératrice réponde immédiate- ment, à toutes les vitesses du véhicule dans la gamme du freinage
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sur génératrice;
utiliser un relais limiteur de courant à deux fins difé- rentes dans un système de commande de moteur.
D'autres buts ressortiront clairement de la description suivante. Conformément à la présente invention, la fonction d'un des commutateurs utilisés antérieurement à. l'établissement des connexions de freinage sur génératrice pour un moteur est combinée avec celle des commutateurs de shuntage d'excitation, ce qui di- minue le nombre de commutateurs requis. La nouvelle disposition permet aussi au courant de freinage sur génératrice de passer dans la self de shunt utilisée normalement pour shunter l'excitation du moteur lorsque celui-ci fonctionne en moteur, ce qui donne de la douceur au freinage sur génératrice.
La mise en circuit par sections de l'appareillage de commande en fonction de la diminu- tion de vitesse du véhicule pendant la marche à vide est comman- dée par une bobine de réglage placée sur le relais limiteur de courant qui sert aussi à réduire le freinage sur génératrice à des vitesses élevées.
L'invention est décrite à titre d'exemple ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel:
La figure 1 est un schéma de connexions d'un système de commande comportant les caractéristiques principales de l'in- vention.
La figure 2 est un tableau montrant la suite des opéra- tions d'une partie de l'appareillage représenté à la figure 1.
Le système représenté comprend un moteur 10 ayant un enroulement d'induit 11 et un enroulement inducteur 12; un in- terrupteur 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, respectivement; un interrupteur de freinage sur génératrice Bl, et un interrupteur H pour re- lier l'enroulement d'excitation 12 aux câbles conducteurs 13 et
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14 pendant une partie du freinage sur g4nératrice afin d'assu- rer que l'action du freinage électrique soit rapide.
La commande du 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 RI, R21 R3, R6, R7 et R8 qui sont commandés à la suite l'un de l'autre, comme le tableau de la figure 2 le montre, à la fois dans les périodes d'accélération et de freinage. Une paire de commutateurs de shuntage d'excitation F1 et F2 servent à shunter l'enroulement d'excitation 12 à travers une self 17 et une résistance 18 de manière à donner au moteur sa vitesse maximum, de façon bien connue.
Afin de pouvoir réduire le nombre d'interrupteurs requis pour établir les conditions de freinage sur génératrice pour le moteur 10, les commutateurs de shuntage d'excitation Fl et F2 sont utilisés en commun avec l'interrupteur Bl pour établir, pour le moteur, le circuit de freinage sur génératrice. Dans les systèmes de commande de moteurs antérieurs du type présent, on utilisait deux interrupteurs de freinage pour réaliser les con- nexions de freinage sur génératrice. Dans le nouveau système, une fonction d'un des interrupteurs de freinage est réalisée par le commutateur de shuntage d'excitation, ce qui réduit le nombre d'interrupteurs requis pour l'appareillage de commande.
De plus, dans le nouveau système, le courant de freinage sur génératrice passe par la self de shuntage 17 pendant le cycle de freinage, cette self étant utilisée normalement pour shunter l'excitation du moteur pendant le cycle moteur. Le pas- sage du courant de freinage sur génératrice par la self de shunt ajoute de la douceur au freinage sur génératrice, la self du shunt aplanissant les variations brusques de courant pendant les opérations d'enclenchement ou de shuntage de résistances. De cette manière, les commutateurs de shuntage de résistances Fl et
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F2 et la self de shunt 17 sont utilisés à. deux fins différentes dans le système de commande, ce qui améliore le rendement du véhicule et réduit l'appareillage nécessaire.
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 res- treint de contacteurs sur ces interrupteurs, chaque interrupteur est muni d'une bobine de fermeture et d'une bobine de maintien.
La bobine de fermeture est excitée pour fermer le circuit, après quoi la bobine de maintien est alimentée de façon à maintenir l'interrupteur fermé, la bobine de fermeture pouvant être décon- nectée 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 périodes d'accélération et de freinage, par un rélais limiteur de courant LR qui empêche un passage de courant trop élevé dans l'enroulement 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 aussi pourvu d'une bobine de réglage 20 mise en parallèle avec une résistance 21 pendant la marche à vide du véhicule. La résistance 21 est insérée dans le circuit d'induit du moteur pendant les périodes de marche à vide et de freinage. De cette manière, l'alimentation de la bobine 20 est proportionnelle au courant relativement faible pouvant circuler dans l'induit du moteur pendant la marche à vide et le relais LR fonctionne de façon à opérer les commutateurs de shuntage de résistances en fonction d'une diminution quelconque de la vi- tesse du véhicule,faisant que le freinage sur génératrice ré- pond immédiatement à toutes les vitesses de véhicule dans la gamme du freinage sur gén4ratrice.
Quand le freinage sur géné- ratrice est appliqué entièrement, la bobine 20 est mise aux bornes de l'induit du moteur en série avec les résistances 22 - et 23. C'est ainsi que la tension élevée de l'induit aux vitesses
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de véhicule très grandes, excite la. bobine en proportion de cette tension et réduit le réglage du relais limiteur en conséauence, forçant le relais à fonctionner à im courant plus fpible et à protéger la commutation du moteur à des vitesses élévées. De cette manière, le relais LR est utilisé pour commander le fonc- tionnement de l'appareillage de commande en fonction de la vitesse du véhicule pendant la marche à vide et pour protéger le moteur pendant le freinage, sur génératrice à des vitesses de véhicule élevées.
En plus des enroulements 19 et 20, le relais LR a encore un enroulement shunt 24 qui est excité Quand on arrive à la fin du cycle d'opérations de commande dans le cycle soit d'accéléra- tion soit du freinage. L'excitation de la bobine shunt 24 main- tient le relais limiteur ouvert. Lorsque le relais limiteur est maintenu ouvert, on déconnecte toutes les bobines de fermeture des commutateurs de shuntage de résistances et d'excitation, et ce sont les bobines de maintien seules qui sont alimentées à la fin de la suite des opérations de commande. L'alimentation de la bobine 24 est commandée par des contacteurs sur les commutateurs de shuntage de résistances et le commutateur de shuntage d'exci- tation F2.
De cette manière, la température des bobines de ferme- ture est fortement 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'accé- lération ou l'application d'énergie au véhicule sont des opéra- tions toutes commandées par un seul contrôleur MC qui peut être du type à came et à pédale, si on le désire. Comme indiquée le contrôleur MC est construit de façon à utiliser une partie du contrôleur pour le freinage électrique, une autre partie pour la marche à vide et encore une autre partie pour l'accélération.
Dans le présent contrôleur, les positions de certaines cames chevauchent de telle façon qu'on établit une partie du circuit
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du freinage sur génératrice peur le moteur pendant la ma.rche à vide afin de permettre qu'il y ait assez de courant circulant dans l'induit pour que l'action de mise en circuit par sections décrite ci-dessus ait lieu, s'assurant ainsi oue l'appareillage de commande se trouve dans la bonne position pour donner une ré- ponse immédiate suand le freinage sur génératrice est appliqué à fond.
Quand le contrôleur est manoeuvré en partant de sa posi- tion normale, il passe successivement par les positions de frei- nage, 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 Fl et F2 sont fermés pour shunter l'induc- teur du moteur.
Fn partant de la position de pleine puissance et ramenant le contrôleur en arrière, on enlève le circuit de shuntage de l'excitation et insère une résistance en série avec le moteur, pour atténuer l'effet de coupure de le, puissance. En ramenant le contrôleur plus en arrière, on isole l'induit du moteur des conducteurs de courant et établit les connexions né- cessa.ires pour le réglage par sections de l'appareillage de com - mande pendant la marche à vide. En se rapprochant encore de la position normale, on établit les connexions de freinage à fond sur génératrice, après quoi les commutateurs de shuntage de résistances se ferment pour shunter la résistance R entière dans le circuit d'induit.
Le fonctionnement de l'appareillage décrit ci-dessus res- sortira claire-ent après la description détaillée suivante. En supposant que l'on doit amener le véhicule à sa vitesse maximum, on pousse le contrôleur MC dans sa dernière position, de pleine puissance. Comme on suppose que le véhicule part de l'arrêta rien ne se produit pendant aue le contrôleur passe les positions de freinage et de marche à vide.
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Quand on 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 le résistance R.
Le circuit d'alimentation de la bobine d'excitation de l'inter- rupteur LS part du trolley positif' par le conducteur 13, le col- lecteur de courant 15, le conducteur 25, les plots de contact 26 et 27 du contrôleur MC, le conducteur 28, un contacteur 29 sur l'interrupteur Bl, le conducteur 31, la bobine d'excitation de l'interrupteur LS, le conducteur 32, et le collecteur de cou- rant 16 pour aboutir au conducteur négatif 14. Le circuit d'ali- mentation de la bobine d'excitation de l'interrupteur M part du conducteur 31 par la bobine de l'interrupteur, pour aboutir au conducteur négatif 32.
Après la fermeture de l'interrupteur LS, la bobine de fermeture du commutateur Rl est alimentée par un circuit partant du conducteur alimenté auparavant 28, par un contacteur 7 11 sur l'interrupteur LS, le conducteur 34, un contacteur 35 sur le commutateur R7, un conducteur 36, la bobine de fermeture du com- mutateur Rl, le conducteur 37, et les contacts du relais LR pour aboutir au conducteur négatif 32, Après la fermeture du commuta- teur Rl, sa bobine de maintien est alimentée par un contacteur 38 sur le commutateur.
Après la fermeture du commutateur Rl, le commutateur R2 se ferme afin de shunter une section de la résistance R dand le circuit moteur. Le circuit d'alimentation du commutateur R2 part du conducteur déjà alimenté 56, par un contacteur 39 sur le com- mutateur Rl, le conducteur 41, la'bobine de fermeture de l'inter- rupteur R2, le conducteur 37 et les contacts du relais LR, pour aboutir au conducteur négatif 32. La bobine de maintien du commu- tateur R2 est alimentée par un contacteur 42 sur le commutateur, quand celui-ci est fermé.
Après la fermeture du commutateur R2 viennent celles des' c commutateurs R3, R6, R7 et R8 progressivement et de manière bien
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connue. Comme on peut le voir au tableau des séquences, les commutateurs Rl, R2, R3 et R6 s'ouvrent quand le commutateur R7 se ferme. La résistance R est donc connectée dans le circuit du moteur en deux branches parallèles, et les commutateurs R2, R3, R6 et Rl se ferment 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 résistances par enclenchement 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, les commutateurs de shuntage d'excitation Fl et F2 se ferment à la. fin du cycle d'accéléra- tion dans le but de shunter l'excitation 12 à travers la self 17 et la résistance 18. Le circuit d'alimentation de la bobine de fermeture du commutateur Fl part du conducteur déjà alimenté 34 par les contacts 43 sur le contrôleur MC, le conducteur 44, la bobine de fermeture du commutateur F1, le conducteur 37 et les contacts du relais LR pour aboutir au conducteur négatif 32. La bobine de 'maintien pour le commutateur Fl est alimentée par un contacteur 45, duand l'interrupteur est fermé.
Après la, fermeture de l'interrupteur Fl, le commutateur F2 se ferme. Le circuit d'alimentation du commutateur F2 part du conducteur 25 par les plots de contact 26 du contrôleur MC, le conducteur 46, un contacteur 47 sur le commutateur F1, le conduc- teur 48, la. bobine de fermeture du commutateur F2, le conducteur 37, et les contacts du relais LR pour aboutir au conducteur né- ga.tif 32.
La bobine 24 du relais R est alimentée à la fin du cycle d'accélération, ou, en d'autres mots, après la fermeture du com- mutateur F2 pour ouvrir les contacts du relais limiteur, décon- nectant ainsi les bobines de fermeture des commutateurs de shunta- ge de résistances et d'excitation. Le circuit d'alimentation de la
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bobine 24 part du conducteur déjà alimenté 44 par un contacteur 51 sur le commutateur R8, le conducteur 52, un contacteur 53 sur le commutateur R1, le conducteur 54, un contacteur 55 sur le com- mutateur F2, le conducteur 56, la bobine 24 et la résistance 57, pour aboutir au conducteur n4gatif 32.
Si l'on veut mettre le véhicule sur marche à vide, on amène le contrôleur MC à la position de marche à vide, ce qui déconnecte l'induit du moteur des conducteurs de courant. Comme exposé ci-dessus, les connexions de freinage sur génératrice pour le moteur sont établies pendant que le véhicule est en marche à vide. D'autre part, la bobine 20 sur le relais LR est alimentée à ce moment en fonction du courant circulant dans le moteur et le relais limiteur LR empêche les commutateurs de shuntage de résistances de se fermer et de shunter la résistance R dans le circuit moteur, à moins que la vitesse du moteur décroisse, en- traînant une diminution du courant dans le moteur.
Il est clair que le moteur est parcouru par un courant relativement faible, quand la résistance entière est insérée dans le circuit du moteur. De ce fait, l'effet de freinage n'est pas appréciable. Si la vitesse du véhicule diminue, le relais LR permet aux commutateurs de shuntage de résistances de se fermer et de shunter la. résistance R jusqu'à ce que l'on atteigne un point où le nombre de commutateurs restant fermés correspond à la vitesse du véhicule. On obtient ainsi une réponse immédiate- du frein sur génératrice dans le cas où le contrôleur est amené en position de freinage complet; dans ce cas, la bobine 20 n'est plus alimentée en fonction du courant du moteur, ma.is son alimen- tation est proportionnelle à la tension du moteur.
Le relais LR empêche donc un courant exagéré à des itesses de moteur élevées.
Quand le contrôleur est mis sur la position de marche à vide, les interrupteurs R1, Fl, F2, Bl et H sont fermés. Le cir- cuit d'alimentation de la bobine d'excitation de l'interrupteur Bl part du conducteur 46 par les plots de contact 58 d'un contrô- A
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leur MC, le conducteur 44, un contacteur 59 sur l'interrupteur LS, le conducteur 61 et la bobine de l'interrupteur B1, pour aboutir au conducteur négatif 32. Le circuit d'alimentation pour l'in- terrupteur H part du conducteur 61, par un contacteur 62 sur le commutateur R8, un conducteur 63 et la. bobine de l'interrupteur H, pour aboutir au conducteur négatif 32.
Après la fermeture de l'interrupteur Bl, le commutateur R1 se ferme. Le circuit d'alimentation de la bobine de fermeture du commutateur Rl part du conducteur 46, par un contacteur 64 sur l'interrupteur Bl, le conducteur 34, le contacteur 35 sur le commutateur R7, le conducteur 36 et la bobine de fermeture du commutateur Rl, le conducteur 37, et les contacts du relais LR, pour aboutir au conducteur négatif 32. Les commutateurs Fl et F2 sont fermés à ce moment, le conducteur 44 étant alimenté par les plots de contact 58 du contrôleur MC.
Comme exposé ci-dessus, la. bobine 20 du relais LR est mise en parallèle avec une résistance 21 connectée dans le circuit moteur pendant les périodes de marche à vide et de freinage. Le circuit qui contient la bobine 20 part d'une extrémité de la ré- sistance 21 par un conducteur 65, la bobine 20, le conducteur 66, les plots de contact 67 sur le contrôleur MC, le conducteur 68 et retour à l'autre extrémité de la résistance 21. De cette ma- njère, la bobine 20 est alimentée par la chute de tension aux bornes de la résistance 21, chute de tension proportionnelle au courant du moteur. De ce fait, le relais LR empêche le fonc- tionnement ultérieur des commutateurs de shuntage derésistances jusqu'à ce que la vitesse du véhicule diminue entraînant une di- minution du courant dans le moteur.
Lorsque le contrôleur MC est amené en position de freinage maximum, le circuit passant par les plots de contact 67 sur le contrôleur est interrompu. De ce fait, la bobine 20 n'est plus aux bornes de la résistance Rl mais aux bornes de l'induit 11 - du moteur par la résistance 22, un contacteur 69 sur l'interrup- teur M, le conducteur 71, la bobine 20, le conducteur 65, la.
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résistance 23, l'enroulement série 19 du relais LR et l'autre borne de l'induit 11. Ainsi la bobine 20 est alimentée propor- tionnellement à la tension produite par l'induit et la haute tension sur l'induit à de grandes vitesses excite la bobine de façon à réduire le réglage du relais limiteur pour améliorer la commutation du moteur aux grandes vitesses du véhicule.
Dans les conditions normales de travail, la, bobine 20 a peu d'effet aupnd elle est connectée aux bornes de l'induit en série avec les ré- sistances susmentionnées et le relais permet la fermeture des commutateurs de shuntage de résistances pendant le freinage sur génératrice, de la manière habituelle.
Il faut remarquer que l'interrupteur H n'est plus alimenté quand le commutateur R8 se ferme, déconnectent ainsi l'excitation 12 des conducteurs de courant. Cependant, comme l'excitation est insérée dans le circuit d'induit, elle est alimentée par le courant d'induit, continuant ainsi le freinage du moteur jusqu'à ce que le véhicule descende à une vitesse à laauelle le freinage sur génératrice cesse.
Comme indiqué dans la demande copendante susmentionnée, la bobine 24 du relais limiteur LR est alimentée à la fin du cycle de freinage, c'est-à-dire quand le shuntage 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.
La description précédente montre que l'invention réduit l'appareillage nécessaire pour le freinage sur génératrice d'un véhicule propulsé électriquement, puisque les commutateurs de shuntage d'excitation sont utilisés à établir le circuit de freinage sur génératrice aussi bien qu'à shunter l'excitation de la manière habituelle. De plus la douceur du freinage sur gêné- ' - ratrice est plus grande, sans augmenter l'appareillage, en faisant
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passer le courant de freinage dans la self de shunt prévue nor- malerient pour shunter l'inducteur du moteur.
On utilise aussi, dans la présente invention, une bobine de réglage par sections montée sur le relais limiteur dans les deux buts de commander le réglage par sections pendant la marche à vide et de réduire la rapidité de freinage aux grandes vitesses.
De nombreuses modifications pouvant être apportées à l'appareil et à la disposition de ses parties sans s'écarter de l'esprit de l'invention, celle-ci ne sera limitée nue dans le cadre des revendications annexées.
R E V E N D I C A T 1 ON S
1) Dans un système de commande de moteur, la combinaison avec un moteur et une source d'énergie pour celui-ci, d'un dispo- sitif de commutation pour relier le moteur à la source d'énergie, un commutateur pour shunter l'excitation du moteur ouand le mo- teur est relié à la source d'énergieet un commutateur associé à ce commutateur de shunta.ge d'excitation pour établir des con- nexions de freinage sur génératrice pour le moteur en reliant l'excitation et l'induit du moteur en série avec le commutateur de shuntage d'excitation.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.