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La présente invention concerne les dispositifs de commande de traction électro-motrice et vise particulièrement à éviter le patinage des roues motrices entraînées séparément par une paire de moteurs de trac- tion.
Les relais sensibles au patinage des roues qui réduisent le débit de la génératrice entrent en action sous l'effet du déséquilibre entre les courants des moteurs de traction. Aux vitesses élevées des moteurs, les relais à courant différentiel, qui détectent le déséquilibre entre les cou- rants des moteurs de traction, sont moins sensibles aux variations de vites- se des moteurs, parce que les courants sont plus faibles à cause de l'ac- cro@ssement des forces contre-électromotrices aux vitesses élevées des mo- teurs.
Suivant la présente invention, un relais sensible au patinage des roues est utilisé par moteur et il comprend une bobine de polarisation mise aux bornes de la génératrice principale de façon que le courant dans la bobine de polarisation soit proportionnel à la tension dela génératrice.
La bobine de polarisation d'un relais .est enroulée de façon que le champ magnétique produit s'ajoute au champ magnétique produit par le courant dans une connexion de moteur, tandis que la bobine de polarisation de l'au- tre relais est enroulée de façon que le champ magnétique produit s'ajoute au champ magnétique produit par le courant dans l'autre connexion de moteur.
Comme la tension dela génératrice est normalement la plus éle- vée aux vitesses les plus élevées des moteurs, la diminution. de sensibili- té du relais répondant au patinage des roues due aux faibles courants des moteurs est compensée par l'effet de la bobine de polarisation reliée aux bornes de la génératrice.
L'invention sera décrite ci-après avec référence au dessin annexé qui représente le schéma de circuit d'un dispositif de commande sui- vant l'invention.
Un moteur diesel E entraîne une génératrice principale G compre- nant une excitation indépendante BF alimentée par batterie, une excitation shunt SH et des enroulements d'excitation série DF, CF et IF. Le moteur E a un régulateur GOV qui,en combinaison avec un réglage de charge FR, rè- gle le débit de la génératrice-G en faisant varier l'excitation indépendan- te BF. La génératrice G alimente quatre moteurs de traction électriques du type série M1, M2, M3, M4 reliés chacun à un essieu à roues motrices W dif- fèrent d'une locomotive. Le courant est amené, par des conducteurs à cou- rant fort (représentés en gros trait), de la génératrice G aux moteurs qui peuvent être mis en série par paires, si on ferme les contacteurs série S14, S23, ou en parallèle, si on ferme les contacteurs parallèles P1, P2, P3, P4.
Chaque moteur a un enroulement d'excitation série F1,F2,F3,F4 pou- vant être shunté par une résistance parallèle SR1, SR2, SR3, SR4, si on lerme un interrupteur SW1, SW2, SW3, SW4. Les circuits des moteurs M1 et M4 pas- sent en sens opposés entre les pôles des électro-aimants en U d'une paire de relais de patinage des roues WS1 et WS4. De même, les circuits des mo- teurs M2 et M3 passent entre les ôles des électro-aimants en U d'une pai- re de relais de patinage de roues WS2 et WS3.
Le circuit de commande des moteurs comprend une batterie BAT dont la borne positive est reliée, par un conducteur 2, un interrupteur de batterie BS et un conducteur 4, à une extrémité d'un interrupteur de commande parallèle P, dont l'autre extrémité est reliée, par les conducteurs 92, 94, 96, 98, à un côté des bobines d'excitation des contacteurs P1, P2, P3, P4. L'autre extrémité de ces bobines est reliée, par les conducteurs 32, 38, 100, 102
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et un conducteur 12, à la borne négative de la batterie BAT. Le conducteur 4 est aussi relié à une borne d'un interrupteur de commande série S, dont l'autre borne est reliée, par les conducteurs 28, 34, à une extrémité des bobines d'excitation des contacteurs S14, S23. Les autres extrémités de ces bobines sont reliées, par les conducteurs 30, 32, 36, 38 au conducteur 12.
Chaque relais de patinage de roue WS1, WS2,- WS3 , WS4 commande une paire de contacts normalement ouverts, et un contact de chaque paire est relié au conducteur 4, par les conducteurs 80, 82. L'autre contact de chaque paire est relié, par les conducteurs 86,88, la bobine d'excitation d'un relais de commande de patinage de roues WSCR et un conducteur 90, au con- ducteur 12. Le relais de commande de patinage de roues WSCR a trois paires de contacts, les deux paires supérieures étant fermées et la paire infé- rieure ouverte, quand la bobine d'excitation est coupée.
L'excitation shunt SH est reliée, en série avec les résistances SD, SR6 et SR7, entre les conducteurs de courant fort 48 et 64 de la généra- trice. Le conducteur 4 est relié par un conducteur 6 à une borne d'un interrupteur CS1, dont l'autre borne est reliée par un conducteur 8 à une extrémité de la bobine d'excitation d'un relais shunt SER, dont l'autre ex- trémité est reliée, par un conducteur 10, à un conducteur 12 .Le relais shunt SHR a des paires de contacts supérieurs et inférieurs qui sont ouverts quand la bobine d'excitation est coupéeo Les contacts de la paire supérieure sont reliés aux extrémités de la résistance SD, et un contact de la paire inférieure est relié par un conducteur 14 au conducteur 4.
L'autre con- tact de la paire inférieure est relié par un conducteur 16 à un contact de la paire de contacts intermédiaire du relais de commande de patinage de roues WSCR, dont l'autre contact est relié,par un conducteur 18, à une extrémité de la bobine d'excitation d'un relais BR dont l'autre extrémité est reliée par un conducteur 20 au conducteur 12. La bobine d'excitation comporte une résistance shunt R5 entre les conducteurs 18 et 20o Les con- tacts de la paire supérieure du relais de commande de patinage de roues WSCR sont reliés aux extrémités de la résistance SR6.
Le relais BR a deux paires de contacts dont la paire supérieure est ouverte et la paire inférieure fermée, quand la bobine d'excitation du relais est coupéeUn contact de chaque paire est relié au conducteur 12 et l'autre contact de la paire supérieure est relié par un conducteur 26 à une extrémité de l'excitation indépendante BF, dont l'autre extrémité est reliée, par un conducteur 24, à la résistance du réglage d'excitation FR.
Le curseur du régleur est relié, par un conducteur 22, au conducteur 4. L'au- tre contact de la paire inférieure du relais BR est relié à une extrémité du solénoïde ORS de mise hors service du régulateur, dont l'autre extrémité est reliée au conducteur 4. L'excitation indépéndante BF est shunté par une résistance parallèle BD et un redresseur. Les extrémités de la résistan- ce BD sont reliées aux contacts de la paire inférieure du relais WSCRo
Chacun des contacteurs parallèles P1, P2 et des contacteurs série S14, S23, a deux paires de contacts ouverts quand la bobine d'exci- tation est coupée.
Chacun des contacteurs parallèles P3, P4 a une paire de contacts ouverts quand la bobine d'excitation est coupéeo Le conducteur de courant fort 48 est relié, par les conducteurs 106, 107, à un contact des paires inférieures des contacteurs parallèles P1, P2, dont l'autre con- tact est relié, par les conducteurs 56, 72, à un contact des paires infé- rieures des contacteurs série S14, S230 Les autres contacts de ces derniè- res paires sont reliés, par les conducteurs 54, 70, à un contact des con- tacteurs parallèles P3, P49 dont les autres contacts sont reliés, par les conducteurs 104, 105, au conducteur de courant fort 64.
Le conducteur de courant fort 48 est relié par des conducteurs
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50,60 et les excitations F4, F3 ainsi que les moteurs M4, M3 respective- ment, à un contact des contacteurs parallèles P4, P3. Le conducteur de courant fort 64 est relié, par les conducteurs 62, 78, les excitations F1, F2, les moteurs M1, M2 et les conducteurs 58,74 respectivement à l'autre contact des paires inférieures des contacteurs parallèles P1, P2.
Le conducteur de courant fort 48 est aussi relié par les ré- sistances d'étalonnage R8, R9 respectivement à un contact des paires supé- rieures des contacteurs parallèles P1, P2, dont les autres contacts sont reliés, par les bobines de polarisation C1, C2 des relais de patinage de roues WS1, WS2, à un contact des paires supérieures des contacteurs série
S14, S23. Les autres contacts de ces dernières paires sont reliés aux points communs de paires de résistances symétiques R1-R4, R2-R3 connectées entre les conducteurs de courant fort 48 et 64. Un contact de chacune des paires supérieures de contacteurs série S14, S23 est aussi relié par les bobines de polarisation C3, C4 des relais de patinage de roues WS3, WS4, à un contact des contacteurs parallèles P3, P4.
Des parties en dérivation
T8, T9 des résistances R8, R9 peuvent être shuntées par la fermeture des contacteurs C8, C9 mécaniquement accouplés aux interrupteurs SW1, SW2.
Le démarrage et l'accélération des locomotives sous l'effet du moteur E entraînant la génératrice G, se fait par fermeture des inter- rupteurs BS, CS1 et S et avancement du régulateur Go Les contacteurs série S14, S23 sont fermés de manière à connecter les moteurs en série-parallè- le aux bornes de la génératrice.
Le courant circule de la borne positive de la batterie BAT par le conducteur 2, l'interrupteur BS, les conducteurs 4 et 6, l'interrupteur CS1, le conducteur 8, la bobine d'excitation du relais SHR et les conduc- teurs 10, 12, à la borne négative de la batterie BAT. L'excitation du relais SHR entraîne la fermeture de ses deux paires de contacts. La fermeture des contacts inférieurs permet au courant de circuler de la borne positive de la batterie BAT, par le conducteur 2, l'interrupteur BS, les conducteurs 4 et 14, les contacts inférieurs du relais SHR, un conducteur 16, les con- tacts intermédiaires du relais WSCR, le conducteur 18, la bobine d'excita- tion du relais BR et la résistance shunt RS, et les conducteurs 20 et 12, à la borne négative de la batterie BAT.
La fermeture des contacts supérieurs du relais SHR élimine la résistance SD du circuit de l'excitation shunt de la génératrice. L'excitation du relais BR provoque l'ouverture de ses contacts inférieurs et la fermeture de ses contacts supérieurs. L'ouverture des contacts inférieurs ouvre le circuit du solénoïde ORS de mise hors ser- vice du régulateur. La fermeture des contacts supérieurs permet au courant de circuler de la borne positive de la batterie BAT, par le conducteur 2, l'interrupteur BS, les conducteurs 4 et 22, le réglage d'excitation FR, le conducteur 24, l'excitation indépendante BF, le conducteur 26, les con- tacts supérieurs du relais BR et le conducteur 12, à la borne négative de la batterie BAT.
La fermeture de l'interrupteur S permet au courant de circuler, de la borne positive de la batterie BAT, par le conducteur 2, l'interrup- teur BS, le conducteur 4, l'interrupteur S, les conducteurs 28 et 34, les bobines d'excitation des contacteurs série S14 et S23 les conducteurs 30 et 36, les conducteurs 32 et 38, et le conducteur 12, à la borne négative de la batterie BAT.
La fermeture des contacts supérieurs des contacteurs S14 et S23 complète les circuits en pont d'entre les résistances- symétriques R1-R4, R2- R3, par les conducteurs 40 44, les contacts supérieurs des contacteurs S14 S23, les conducteurs 42, 46 'et 114, 47, les bobines C4 et C3 et les conduc- teurs 115, 49, jusqu'entre les moteurs M4 et M1, M2 et M3 respectivement.
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La fermeture des contacts inférieurs du contacteur série S14 permet au courant de circuler de la borne positive de la génératrice G, par le conducteur 48, le conducteur 50 qui passe dans les électro-aimants des relais WS1 et WS4, l'excitation F4, l'armature du moteur M4, les con- ducteurs 52 et 54, les contacts inférieurs du contacteur série S14,les conducteurs 56 et 58, 11 excitation F1, le conducteur 60 qui passe dans les électro-aimants des relais WS1 et WS4, l'armature du moteur M1, les conduc- teurs 62 et 64 et' les excitations série IF, CF, DF, à la borne négative de la génératrice Go la fermeture des contacts inférieurs du contacteur série S23 per- met au courant de circuler de la borne positive de la génératrice G, par les conducteurs 48 et 66, l'armature du moteur M3,
le conducteur 68 qui passe dans les électro-aimants des relais WS2 et WS3, l'excitation F3, le conduc- teur 70, les contacts inférieurs du contacteur S23, les conducteurs 72 et 74, l'armature du moteur M2, le conducteur 76, l'excitation F2, le conduc- teur 78 qui passe dans les électro-aimants des relais WS2 et WS3, le conduc- teur 64, et les excitations série IF, CF, DF, à la borne négative de la génératrice Go
Comme le courant du conducteur 50 circule aussi dans le conduc- teur 60,les champs magnétiques établis par le courant circulant dans les conducteurs entourant les électro-aimants des relais de patinage de roues WS1, WS4 s'annulent mutuellement et les relais en sont pas excités même si les roues patinent a Si les roues du moteur M1 ou du moteur M4 patinent,
le circuit en pont entre les résistances R1 et R4 et les moteurs M1 et M4 est déséquilibré, et du courant circule dans la bobine C4. Lesens de cir- culation de ce courant dépend si ce sont les roues du moteur M1 ou du mo- teur M4 qui patinento L'excitation de la bobine C4 attire l'armature du relais de patinage de roues WS4 et ferme les contacts de ce dernier de ma- nière à permettre au courant de circuler de la borne positive de la batte- rie BAT, par le conducteur 2, 1 interrupteur BS, les conducteurs 4, 80, 82 et 84, les contacts du relais WS4, les conducteurs 86 et 88, la bobine d'excitation du relais WSCR, et les conducteurs 90 et 12, à la borne négati- ve de la batterie BAT. Ceci excite le relais de commande de patinage de roues WSCR.
L'excitation du relais WSCR provoque la fermeture de la paire inférieure de contacts qui complète un circuit shuntant l'excitation in- dépendante BF et la résistance BD. L'ouverture de la paire intermédiaire de contacts coupe la bobine d'excitation du relais BR, après un retard dû à la résistance shunt R5, coupe le relais BR qui déconnecte l'excitation indépendante BF de la batterie BAT, le courant continuant cependant à cir- culer dans l'excitation et la paire inférieure fermée de contacts du relais WSCR, de façonque le flux decroisse progressivement et réduise le débit de la génératrice afin de supprimer le patinage des roues, et excite le solé- noïde ORS de mise hors service du régulateur qui supplante le régulateur du moteur Diesel et permet au réglage d'excitation FR de prendre sa position d'excitation indépendante minimum.
L'ouverture de la paire supérieure de con- tacts de façon à introduire, dans le circuit de l'excitation shunt SH, la ré- sistance SR6 primitivement court-circuitée, réduit l'excitation shunt de la génératrice de manière à réduire son débit et à supprimer le patinage des roues. Si les roues du moteur M2 ou du moteur M3 patinent, la bobine C3 est excitée de façon à actionner le relais WS3 et à exciter le relais WSCR de façon semblable.
Des vitesses plus âevées peuvent être obtenues, en fermant les interrupteurs SW1, SW2, SW3 et SW4. Les résistances shunt SR1, SR2, SR3, SR4 sont ainsi mises en parallèles avec les inducteurs série F1, F2, F3, F4
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et les parties des conducteurs 50, 60, 68,78 passant dans les électro- aimants des relais WS1, WS2, WS3, WS4, ce qui permet aux moteurs d'accroi- tre leur vitesse.
On peut obtenir des vitesses encore plus élevées en ouvrant les interrupteurs SW1, SW2, SW3, SW4, S et en "ermant l'interrupteur Po
Les contacteurs parallèles P1, P2, P3, P4 se fer ment et mettent les moteurs en parallèle aux bornes de la génératrice.
L'ouverture de l'interrupteur S déconnecte les contacteurs série
S14, et S23. La fermeture de l'interrupteur P excite les contacteurs parallè- les P1, P2, P3, P49 le courant circulant de la borne positive dela batterie
BAT, par le conducteur 2, l'interrupteur BS, le conducteur 4, l'interrup- teur P, les conducteurs 92, 94, 96, 98, les bobines d'excitation des con- tacteurs parallèles P1, P2, P3, P4, les conducteurs 32, 38, 100, 102, et le conducteur 12, à la borne négative de la batterie BAT.
L'excitation des contacteurs P1 et P4 provoque la fermeture de leurs contacts, et le courant circule de la borne positive de la généra- trice G, par le conducteur 48, le conducteur 50 passant dans les électro- aimants des relais WS1 et WS4, l'excitation F4, l'induit du moteur M4, le conducteur 52, les contacts du conducteur P4, et les conducteurs 104,
64, à la borne négative de la génératrice G, et aussi par le conducteur 106, les contacts inférieurs du contacteur Pl, le conducteur 58, l'excitation F1, le conducteur 60 passant dans les électro-aimants des relais WS1 et WS4, l'induit du moteur M1 et les conducteurs 62, 64, à la borne négative de la génératrice Go Le courant est envoyé de façon semblable aux moteurs M2 et M3,
parles contacts fermésdes contacteurs P2 et P30
L'excitation des contacteurs parallèles P1 et P4 permet au cou- rant de circuler de la borne positive de la génératrice, par les conducteurs 48 et 108, la résistance d'étalonnage R8, le conducteur 110, les contacts supérieurs du contacteur parallèle P1, le conducteur 112, la bobine C1, le conducteur 114, la bobine C4, les conducteurs 115 et 54, les contacts du contacteur parallèle P4, et les conducteurs 104, 64, à la borne négative de la génératrice Go Les bobines C2 et C3 sont aussi mises en série aux bor- nes de la génératrice, par l'excitation des contacteurs P2 et P30
Les relais de patinage des roues sont réglés de façon à fonction- ner à une différence de courants des moteurs relativement élevée,
et pour une vitesse faible des paires de moteurs fonctionnant en parallèle avec un couple âevé, un courant important traverse les conducteurs 50,60, 68, 780 Par conséquent, si les roues d'un des moteurs patinent, la variation de courant dans le conducteur du moteur qui patine ferait déclencher les relais, de patinage de roues, en l'absence de bobines de polarisation, suf- fisamment à temps pour empêcher un patinage exagéréo A grande vitesse et marche parallèle à faible couple des paires de moteurs, le courant traver- sant les conducteurs 50, 60, 68, 78 est notablement moindre, et la variation du courant en cas de patinage ne serait pas immédiatement suffisante pour exciter les relais, et un patinage excessif pourrait se produireo En utili- sant des bobines de polarisation,
dont l'effet des polarisation augmente quand la tension de la génératrice monte(à cause d'un accroissement de la vitesse des moteurs et d'une diminution du courant des moteurs), la sen- sibilité des relais de patinage des roues aux différences des vitesses des moteurs peut être maintenue.
Si, par exemple, chaque relais de patinage des roues demande un total de 265 ampères-tours pour enclencher, et si la force de chaque bobine de polarisation est égale à 22 ampères-tours par 100volts de la tension de la génératrice, la différence en ampère-tours entre les ampères-tours d'une bobine de polarisation et les 265 ampères-tours nécessaires à actionner un
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relais doit être produite par la différence de courant entre les deux con- ducteurs de moteurso
Si les roues d'un moteur se mettent à patiner quand la tension de la génératrice est égale à 900 et le courant du moteur égal à 430 am- pères (pour 385 KW par moteur),
la bobine de polarisation C4 a une force de 198 ampères-tours oLa différence de 67 ampères entre les 198et les265 ampères- tours nécessaires pour actionner le relais WS4 doit être fournie par une varia- tion du courant du moteur, c'est-à-dire que ce courant doit tomber au moins à 363 ampères pour que le relais WS4 soit actionnée
Si les roues de l'autre moteur M1 se mettent à patiner, la bobi- ne de polarisation C4 agit contre la chute de courant dans le moteur M1 ét le relais WS4 n'enclenchera pas, de sorte qu'il faut un relais polarisé par la tension de la génératrice pour chaque moteur, et ils doivent être polarisés de telle façon par la tension de la génératrice que la polarisa- tion s'ajoute à l'effet de la variation du courant dans un moteur pendant le patinage des roues de ce moteur pour un relais,
et que cette polarisa- tion s'oppose à l'effet de cette variation de courant dans l'autre relaiso
Le relais WS1 agira donc, à la suite du patinage des roues du moteur M1, comme le relais WS4 agit à la suite au patinage des roues du moteur M4. Le patinage des roues solidaires du moteur Ml n'actionne pas le relais WS4, parce que la bobine 04 soustrait des ampères-tours des ampè- res-tours différentiels de conducteur de moteur du relais WS4.
Les relais de patinage des roues WS2 et WS3 agissent, à la suite du patinage des roues des moteurs M2, M3, comme le roubles relais WS1, WS4 à la suite du patina- ge des roues des moteurs M1, M40
Les moteurs sont habituellement montés directement en bout d'es- sieu et fixés de l'autre côté de façon résiliente sur une traverse du cadre de boggieo Quand les roues de la locomotive passent sur des bosses ou des inégalités de la voie, chaque moteur tend à osciller faiblement mais rapi- dement autour de 1 essieu. Cette oscillation faible mais rapide provoque des variations de la force contre-électromotrice du moteur et les varia- tions du courant de moteur tendent à déclencher les relais de patinage des roues même en l'absence de patinages Pour supprimer cet inconvénient,
les par- ties des conducteurs qui entourent les électro-aimants des relais de pati- nage des roues sont disposées de façon que le courant qui circule dans ces conducteurs passe aussi dans les excitations des moteurs de traction.
Comme les excitations des moteurs présentent une forte self-induction qui s'oppose à toute variation brusque des courants qui les traversent, ceux- ci sont combattus du façon que les relais ne soient pas actionnés par des variations brusques momentanées du courant d'induit en 1'-'absence de patina- gea Aux vitesses maxima, les interrupteurs SW1, SW2, SW3, SW4 sont à nou- veau fermés pour shunter partiellement les inducteurs série F1, F2, F3, F40
Les circuits de shuntage des excitations des moteurs compren- nent les résistances shunt SR1, SR2, SR3, SR4, et sont mis en parallèle sur les excitations F1, F2, F3, F4 et sur les parties des conducteurs 50, 60, 68, 78 qui entourent les électro-aimants des relais de patinage des roues.
Quand les circuits de shuntage des excitations des moteurs sont fer- més, une partie seulement des courants d'induit peut circuler dans les exci- tations et les parties des conducteurs qui entourent les électro-aimants de patinage.
Il y a donc une certaine perte de courant différentiel dans les relais, quand les excitations des moteurs sont shuntées a Afin de compenser cette perte, les parties de dérivation T8 et T9 des résistances d'étalonna- ge R8 et R9 respectivement sont shuntées, à la fermeture des interrupteurs
SW1, SW2, SW3, SW4, par la fermeture des contacteurs interconnectés C8 et
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C9 solidaires respectivement des interrupteurs SW1 et SW2. Ceci augmente l'excitation des bobines de polarisation C1, C2, C39 04 et l'effet de pola- risation sur les relais de patinage de roues WS1, WS2, WS3, WS4.
Cette augmentation de la polarisation compense la perte de courant différentiel de moteurquand les excitations des moteurs sont shuntées, et rend les relais de patinage des roues en substance également sensibles eu patinage, dans toute la gamme de marches en parallèle et en parallèle-shunté des moteurso
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de commande de traction électro-motrice comprenant une génératrice connectée à une paire de moteurs de traction et, pour chaque moteur, un appareil sensible au patinage des roues répondant à une différence entre les courants des moteurs de manière à réduire le débit de la géneratrice, les appareils étant polarisés proportionnellement à la tension de la génératrice.
2. Dispositif de commande de traction électro-motrice comprenant une génératrice connectée à une paire de moteurs de traction et, pour cha- que moteur, un appareil sensible au patinage des roues répondant à une dif- férence de champ magnétique produite par les courants des moteurs de manière à réduire le débit de la génératrice, le champ magnétique de chaque appa- reil étant polarisé par un champ magnétique proportionnel à la tension de la génératrice.