Dispositif de commande à, distance de moteurs électriques. La présente invention a pour objet un dispositif de commande à. distance de moteurs électriques, caractérisé par un commutateur de commande disposé pour produire des mo difications de courant dans un circuit élec trique de commande qui comporte un organe récepteur disposé pour obéir à ces modifica tions de courant, et pour orienter, conformé ment à l'orientation du commutateur de com mande, un commutateur secondaire dont la position détermine celle d'un tambour-com- mutateur qui contrôle le circuit des moteurs électriques.
Ce dispositif présente l'avantage de ré duire à un le nombre des circuits qui permet tent de modifier à distance la position du tambour-commutateur.
Le dispositif -est plus particulièrement applicable à. la traction électrique, bien qu'il puisse trouver son emploi dans d'autres do maines.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seulement, une forme d'Cxécutiç)n du dispositif, appliqué à la traction électri que.
La fig. 1 est un schéma d'ensemble; La fig. 2 est une coupe suivant II-II dans la fig. 1; La fig. 3 est une coupe suvant III-III dans la fig. 1.
Sur le schéma de la fig. 1, on a désigné par 1 une prise de courant (sur la ligne 2 aérienne ou souterraine) et T est la terre (rail de roulement). Une résistance 3 est connec tée à la prise de courant 1 et à la terre et comporte des prises 4, 5, 6. r, 8, 9, 10, 11 au nombre de huit sur la figure, mais pou vant être en nombre quelconque suivant les besoins. 12 .désigne un commutateur de com mande qui, par sa rotation autour de l'axe A-A à l'aide de la manette 13, amène le fil 14 (fil général de commande) successivement en connexion avec les points 4,. 5<B>...</B> 11 de 3.
Un interrupteur 16, qui constitue dispositif de sécurité, ouvre le circuit de la résistance 3 quand l'opérateur cesse de presser sur le bouton<B>15</B> et par exemple lorsqu'il lâche la manette 13. La connexion chi fil 14 avec les différents points 1 à 11 s'établit par la série de contacts 17 à. 24 du commutateur de com mande 12.
Pour chaque position du commutateur de commande 12, un seul contact de 17 à. 2-1 viendra, en connexion avec le contact corres pondant de la série de contacts 4 à. 11. de sorte que pour chaque position du commuta teur de commande 12, le fil général de com mande 14 sera. placé sous une tension bien dé terminée, correspondant à la, différence de potentiel entre chacun des points 4 à, 11, et la. terre.
Le fil 14 court tout le long du train. Dans chaque locomotive (ou automotrice) est établi le circuit suivant: jonction 25, fil 26, contact 28, réactance 27, fil 29, enroulement 30, fil 31, contact 32. Le contact 32 frotte sur une bague 33 solidaire d'un frotteur Ma qui peut toucher une série de contacts fixes 31- à 41 séparés par des touches isolantes 42 à 49 et qui constituent l'organe sélecteur, la baie 33 étant solidaire d'un tambour-com- mutateur 50 rotatif. Les contacts 34 à 41 sont reliés à des résistances différentes 51 à. 58.
D'autre part, un condensateur 59 est monté entre 31 et la terre pour absorber les étincelles de rupture aux contacts frottants.
L'électro-aimant 30, dont le rôle est dé- crit plus loin, s'excite lorsque son enroule ment est traversé par une intensité minimum donnée: il peut s'exciter également pour une intensité supérieure, mais ne doit pas s'exci ter pour une intensité inférieure.
Si l'on dé signe par R. la résistance de la partie du fil (le contrôle 14 qui court le long du train, T, celle de la, dérivation entre 25 et la. terre, non compris la résistance 51, 52 ... ou 58 qui fait partie de ce circuit, r, celle de l'une de ces résistances 51 à 58, V le voltage auquel est. amené le fil de commande 14, le courant Z qui passe dans l'électro 30 est:
EMI0002.0024
R peut. être fait négligeable devant (R, + r) de sorte que I devient
EMI0002.0030
L'électro-aimant 30 actionne un robinet 60 qui laisse entrer l'air comprimé contenu dans un réservoir 61 dans le cylindre 62 où se meut un piston 63, ce qui provoque un dé placement de ce piston 63 vers le haut.
La tige 64 du piston 63 porte une articulation 65; par l'intermédiaire de la bielle 66 et de la manivelle 67, le mouvement du piston 63 est transmis à l'arbre 68; ce dernier est soli daire de l'engrenage 69, lequel entraîne par un train l'engrena;
,e 70. dont l'axe est B-B. Les engrenages 69 et 70 sont tels que lors que 69 fait une révolution complète, 70 ne tourne que d'une fraction de circonférence
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(où n est le nombre des contacts 34 à 41) et dans l'exemple considéré 1!.. Sur la fil. 1, on a implicitement supposé pour la mise en marche complète qu'il fallait réaliser huit combinaisons dans le circuit des m o- teurs. Il a. donc été fait, sur 3, huit prises et dans ce cas le rapport des engrenages 69 et 70 sera.
que pour une révo lution complète de 69 autour de C-C. 70 tournera de circonférence autour de B-B.
La. valve 60 sera à. surfaces de contact coniques pour le rattrapage automatique Î1r# ,jeu: un ressort: antagoniste maintient la. clé dans la position de fermeture de l'admission 71, et ouverture de l'échappement 72; en sorte que lorsque l'électro-aimant 30 ne sera pas excité suffisamment, la. valve 60 rPStcra dans la position rle fermeture de l'aclmissinn et d'ouverture de l'échappement.
Ainsi, si la valve ii'admct pas une quantité d'air suffi sante pour que le centre de gravité de la. nia- nivelle 67 arrive au-dessus (le l'axe de rota tion de cette manivelle, le piston revien@Zra sans difficulté à s;7 position de départ- sous l'petion du ressort 93a: ce cas se produira quand l'électro-aimant 73, dont le rôle est dé crit plus loin, ouvrira, le circuit 25 à 34.
Le tambour-commutateur 50, dont le rôle consiste à réaliser dans le circuit de moteurs les combinaisons voulues pour la mise en vi tesse, à. la, manière des tambours-coininuta- teurs de tramways, est disposé sur le même axe que l'engrenage<B>70.</B>
En se reportant à la fig. 1, on voit que la valve 60 admet l'air comprimé dans le cy lindre 62 quand 30 est excité, en même temps qu'elle ferme l'échappement de l'air 72. L'air refoulé dans l'espace 93 s'échappe en 94 lors que la tête de piston monte; quand celle-ci redescend, l'air contenu dans l'espace 95 s'é chappe par 72. Quand 30 n'est plus excité, l'admission de l'air est fermée et l'échappe ment ouvert. Des robinets 98 et 99 permet tent de régler la vitesse du mouvement de la tête de piston 64 et, par conséquent, la. vi tesse de rotation du tambour-commutateur 50. L'électro-aimant 30 est excité tant que le frotteur 33a touche un contact 34 à 41.
Mais pour qu'il agisse sur le robinet 60, il faut qu'il existe entre ses bornes un voltage minimum, comme il a été dit précédemment;. autrement .dit qu'un courant minimum tra verse son enroulement. Par conséquent, pour des résistances 51 à 58 données dans le cir cuit, il faut que le fil général de commande 14 soit sous une tension minimum, ou supé rieure, pour que la valve 60 fonctionne. De plus, la durée de l'action de 30 dépendra. de la. longueur des segments qui constituent les contacts 34 à 41 et 42 à 49.
On peut donc déterminer la longueur de ces segments de façon à avoir une admission d'air suffisante pour amener la manivelle 67 dans la. position cl'équilibré instable; à ce moment, elle fran chira. la position critique et complètera sa ro tation autour de C-C. La. vitesse de cette rotation sera. réglée en agissant .sur les robi nets 98 et 99.
D'autre part, l'électro-aimant 30 actionne un contact 131 qui contrôle le circuit d'un électro-aimant 130. Cet électro est solidaire d'un plateau 132 calé sur l'arbre B=B; l'ali mentation de cet électro-aimant a lieu par les deux bagues 133 et 134, sur lesquelles frot tent les contacts 135 et 136 dont l'un, 135, est relié à la terre, et l'autre, 136, au fil 137 connecté, par 131, au fil 29.
L'électro-aimant 130a en s'excitant, attire son armature 138 qui, normalement, forme clavette entre le pla- teau 132 et le plateau 133, solidaire du tam- bour-commutateur 50, monté librement sur l'arbre B-B. L'excitation de 130 supprime ce clavetage, et sa désexcitation le rétablit, comme expliqué ci-après, par l'action du res sort 139, portant contre une butée 140 du plateau 132.
Le fonctionnement du dispositif sera le suivant: On a supposé, pour fixer les idées, qu'il fallait amener le clans huit positions pour lui faire réaliser la. gamme des combinaisons nécessaires à la.
mise en vi tesse du train. Si l'on désire démarrer à la main, c'est-à-dire si le machiniste veut gra duer lui-même la vitesse du train, il amènera le commutateur de commande 12 dans la pre mière position, ce qui met sous tension le fil général de commande 14 au voltage entre 4 et la terre, soit à V, volts, le sélecteur étant à la position -de repos, Si r, est la résistance 51, et R, celle du circuit entre 25 et 34, le courant L, traversant l'électro 30 sera:
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La résistance 51 = r, sera choisie de fa çon -que I, soit le minimum nécessaire pour que la valve 60 fonctionne. En outre, 131 est attiré de telle sorte que l'électro-aimant 130 est désexcité, et que le tambour-commutateur 50 est solidarisé avec l'arbre B-B. L'arbre 68 va donc tourner d'un tour complet, c'est- à-dire que le tambour-commutateur 50 va tourner d'1/@ de tour, ce qui amène le frot- teur 33a en face de la. résistance 52 et l'in sèïe dans le circuit entre 25 et la terre.
Le courant est interrompu dans 30 pendant une grande artie de la rotation complète de 68,- p l'électro-aimant<B>130</B> se trouve clone excité, mais il ne peut pas attirer son armature 138 parce qu'à ce moment elle solidarise les pla teaux 132 et 133, et que la friction ainsi. réalisée empêche le déclavetage, qui ne peut avoir lieu qu'au repos.
Or, le circuit de 30 est rétabli quand 52 est insérée dans le cir cuit entre 25 et 34 avec une valeur
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r2 étant la. valeur de la résistance<B>521.</B> Si rL a. été choisi, de façon que l2 soit nettement insuffisant pour que 30 fonctionne, le tam- bour-commutateur restera à sa deuxième po sition.
Toutefois, dans cette position d'im mobilité, l'excitation de 30, qui est insuffi sante pour actionner le robinet 60, rappelé par un ressort, est néanmoins suffisante pour ouvrir 131, de telle sorte que l'électro-aimant 130 n'est pas excité.
Si maintenant on amène le commutateur de commande dans la deuxième position, le fil général de com mande 14 sera mis sous tension au potentiel entre 5 et la terre, soit V., et le courant dans 30 prend une nouvelle valeur
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Si r _ a été choisi de façon que I'., <I>= I,,</I> la valve FO va fonctionner à nouveau, faisant faire un tour complet à l'arbre 68, et une ro taticn élémentaire (dans ce cas "f' de tour) au tambour-commutateur 50 et ainsi de suite;
en amenant successivement le commutateur (le commande aux crans 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et R, on amènera le tambour-commutateur aux positions 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, la. position 1 du tambour-commutateur étant la position de repos.
Si maintenant on désire démarrer auto- matiquernent, on amènera le commutateur<B>(le</B> ccmmande au cran qui correspond au cou plage voulu. Si par exemple c'est le couplage 4-rie parallèle qu'on veut réaliser automati- nuement, et qu'il soit réalisable par la posi tion 6 du combinateur, c'est-à-dire que le combinateur a opéré cinq rotations élémentaires, on amènera le contrôleur au cran nc 5, ne qui mettra sous tension le fil de contrâle général 11 au potentiel V;
, c'est- à-dire le potentiel entre 8 et T. Le tambour- commutateur 50 étant dans la position Île re pos (première position) le courant traversant l'électro 30 sera qui est. supérwur à h puisque V5
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est le potentiel entre 8 et la terre, supérieur au potentiel entre 4 et la terre. Le tambour-commutateur effectuera donc une rotation élémentaire, ce qui l'a- mènera. à la position no ?.
Le courant par courant l'électro-aimant 311 sera lors <B>Pli</B> r2 qui est encore supérieur à I, en raison de la façon dont 5? ci été choisie comme il a été vu précédemment. Le tambour-commutateur ef fectuera donc à nouveau une rotation élémen taire et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il arrive à la position ne 6. 1 ce moment,, le courant qui parcourra 30 sera.
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qui est in férieur à I,; le tambour-commutateur restera donc à cette position.
La. vitesse d'opération dépendra. évidem ment du volume d'air admis pour soulever le piston. Ce volume d'air sera fonction de<B>la</B> durée d'admission de l'air, c'est-à-dire (le la longueur des seo,ments <B>31</B> à 41 et de leur po sition.
Cette vitesse d'opération çzr ra c#@a@c- ment fonction de la facilité d'échappement offerte à l'air (que le piston comprime clans chacun de ses mouvements ascendants et des cendants) par les robinets 98 et 99.
On peut clone fier la v itessi, d'opération en détermi nant la'longtieur et la position des segments 34 à 41, ainsi que la tension (lu ressort 93a, et ensuite parfaire l'ajustement en agissant sur les robinets 98, 99 et 100. Par un ajuste ment approprié, la rotation du taml)our-com- niutateur 50 s'effectuera avec un certain ra lentissement à la fin (le chacune des rotations élémentaires.
Il i aura un léger temps d'ar rêt une fois cette rotation élémentaire effr-- tuée, avant de rep.i i-tir pour une autre rota tion élémentaire dîi à l'inertie de la manivelle 67 et du ressort 93a. De cette manière, eba- que combinaison dans le circuit des moteurs sera effectuée par le tambour-cominutateur de façon très positive.
Si, maintenant on ramène le commutateur de commande 12 dcc la position 6 à la. position 3 par exemple, le voltage sur le fil de con trôle 14 diminue, et 'l'excitation de 30 devient insuffisante pour maintenir ouvert le con tact 131. L'tleetro-aimant <B>130</B> s'excite, et le clavetage entre<B>132</B> et 133 est supprimé.
4 ce moment, un ressort spirale 88 relié au tambour-commutateur 50, ramène celui-ci en arrière jusqu'à ce que le frotteur 33a vienne mettre en circuit la résistance 53 (position 3).
Lette résistance correspond au voltage déter miné par la situation de 12, de telle sorte que l'électro-aimant 30 s'excite partiellement, et ouvre en 131 le circuit de 130 qui, n'étant plus excité, permet le rétablissement du cla- vetage 138 et la solidarisation du tambour- commutateur 50 avec l'arbre B-B.
Pour éviter que les moteurs ne soient tra versés par de trop fortes intensités, le circuit entre 25 et la terre (fig. 1) comporte un con tact 28 (ou plusieurs en série) fermé par l'électro-aimant 73 dont l'enroulement est in séré .dans le circuit à protéger.
Si à la fin d'une rotation élémentaire du tambour-com- mutateur 50, une surintensité se produit dans le circuit moteur, le contact 28 est soulevé, le circuit entre 25 et la terre est ouvert en 28; l'électro-aimant 30 n'étant plus excité, la valve 60 ne fonctionne plus, et le tambour- commutateur 50 ne tourne pas. Dès que l'in tensité dans le circuit moteur sera redevenue normale, le contact 28 se fermant, 30 et 60 agissent et le tambour-commutateur 50 se re met à effectuer ses rotations élémentaires.
Le rôle de l'électro-aimant est de modérer l'ac tion du tambour-commutateur, mais il ne dis pense pas de l'établissement des relais de protection usuels dans le circuit moteur.
Quand on cesse d'appuyer sur 15, le tam- bour-commutateur revient au repos, l'électro aimant 130 étant alors excité en vue de pro- vôquer le déclavetage à la manière suivante: le circuit des moteurs alimentant l'électro aimant 73 comprend un contact 75 commandé par l'électro-aimant 74; ce dernier commande également un contact 76 qui connecte l'en roulement de l'électro-aimant 130 avec la dif férence de potentiel aux bornes des moteurs.
Quand on appuie sur 15, le fil 14 est sous tension, l'électro-aimant 74 est excité, le con tact 75 est fermé et l'enroulement 130 n'est pas excité par ce circuit.
Quand on cesse d'appuyer sur 15, le fil 14 n'est plus sous tension, l'électro-aimant 74 n'est plus excité, le contact 75 est ouvert, l'enroulement 130 relié à 76 est excité et l'électro-aimant 130 déclavette le plateau <B>133,</B> ce qui permet au tambour-commutateur 50 de rétrograder jusqu'à la position de re pos sous l'action du ressort antagoniste 88.
La commande marche arrière sera réali sée de la façon suivante, en se reportant à la fig. 1.
Dans chaque locomotive ou automotrice, le courant d'alimentation des moteurs passe par un interrupteur inverseur 100 manaeuvré à main, puis dans un inverseur électro-pneu- matique 101 manaeuvré à distance de la cabine de tête. Lors de la formation du train, on amènera 100 à la position marche avant dans chaque locomotive ou automotrice. L'inver seur 101 a pour rôle d'inverser les connexions faites par 100, de sorte que pendant la marche avant on n'agira pas sur 101, alors que pour la marche arrière, on agira sur 101 pendant toute la durée de cette marche ar rière.
Pour ne pas interférer avec la com mande générale précédemment décrite qui esz à courant continu, on actionnera la valve 102 de l'inverseur 101 en excitant son électro aimant 103 avec du courant alternatif à haute fréquence. A cet effet, on montera dans chaque cabine un petit groupe moteur générateur 104, 105, branché sur la canalisa tion 106 des appareils auxiliaires (ventila teurs, compresseurs) à travers un interrupteur 107. Le générateur est connecté, d'une part, à la terre, et, d'autre part, au fil général de commande 14 par un circuit comprenant un condensateur 108 et un interrupteur 109.
Le courant alternatif traversera 108, mettra 14 sous tension, et, par conséquent, le circuit de l'électro-aimant 102 en traversant le conden sateur 110. La réactance 27 empêchera le courant alternatif de circuler dans le circuit entre 25 et la terre et les condensateurs <B>108</B> et 110 empêcheront le courant continu de cir culer dans le circuit de 108 et de 105.
Le train étant formé, le wattman ayant amené les inverseurs 100 de chaque locomo tive ou automotrice à la position correspon dant à la marche avant, si l'interrupteur 107 est ouvert, il ne pourra réaliser -que la marche avant; s'il veut faire marche arrière, il fer mera 107, ce qui met en marche le moteur 1U4. La valve 102 est mécaniquement cons tituée de façon semblable à la valve 60, mais l'enroulement de 103 sera dimensionné diifé- reniment de celui de 30. L'interrupteur 109 permet d'isoler le générateur 105 de 1.1.
L'inverseur 101 comporte en 111 un cy lindre mobile autour de son axe et portant deux lames de cuivre isolées 112 et 113 sur lesquelles frottent les paires de contacts 11.1 et 116 ainsi que la paire de contacts 115 et 11"c indiquées sur la fig. 1. Quand l'électro aimant 103 ne sera pas excité, le cylindre sera maintenu dans sa position normale par un ressort antagoniste et alors les contacts 114 et 115 sont reliés directement par 112, alors que les contacts 116 et 117 sont relié par 113, de sorte que pour cette position l'in verseur 101 ne modifie pas les connexions faites par l'inverseur-interrupteur 100.
Le dispositif de commande est disposé sur l'une des bases 111 du cylindre ou bien sur les deux, mais dans ce cas avec, de préférence, une seule valve de commande 102. Quand l'électro-aimant 103 de la valve 102 est ex cité, 102 admet de l'air comprimé du réser voir 61 dans la conduite 118, ce qui a. pour effet de faire tourner le cylindre 111 de telle sorte que 114 se trouve relié par 112 à 117 et que 1l5 se trouve relié à 116 par 113. Par conséquent, les connexions de l'inverseur-in- terrupteur 100 sont inversées d'où résulte la marche arrière.
Quand l'électro-aimant 103 de 102 n'est plus excité, 102 laisse échapper l'air par 121 et l'inverseur rotatif 101 revient à. sa position de repos en rétablissant les con nexions de l'inverseur-interrupteur 100, d'où résulte la marche avant. Un interrupteur 122 permet d'isoler du fil général de commande 14 les cabines non utilisées.
Les dispositifs décrits pourront être mo difiés au cours des applications.
Le ressort 93a pourra être supprimé en donnant à la manivelle 67 une masse suffi sante. L'embrayage entre 132 et<B>133</B> pour rait aussi être reporté entre l'arbre 68 et l'engrenage 1ï9, ce qui permettrait d'employer un électro-aimant de commande d'embrayage fixe.
Pour exciter le fil général de commande 1.1, on a décrit un enroulement 3 muni des prises 1 à 11 comice étant un moyen simple d'obtenir différentes tensions de valeur dé terminée; mais on pourrait également les ob tenir par d'antres moyens et par exemple par un groupe moteur-générateur débitant sur une résistance avec prises pour chaque tension à obtenir ou débitant directement. sur 1.1 avec variation de tension obtenue en agis sant sur l'excitation du générateur, sur une résistance en série avec l'induit ou tout autre dispositif.
On pourrait également se servir de batteries d'accumulateurs. Ce système sera donc applicable en traction par courant alternatif ou continu. Dans l'exemple d'ap plication choisi, on a prévu que la com mande était effectuée avec du courant con tinu et la marche arrière avec du courant alternatif. L'inverse pourrait être adopté notamment dans le cas de distribution à cou- Tant alternatif.
Si la tension de distribution est sujette à de fortes variations, la position du point 126 sera, réglée à la main ou à l'aide d'un régulateur automatique, de façon à maintenir les tensions entre 4,<B>5 ...</B> 11 et la terre sen siblement constante.. Dans des cas spéciaux, on pourra. utiliser plusieurs tambours-com- mufateurs et le nombre de valves et électro- aimants voulus.
Remote control device for electric motors. The present invention relates to a control device. distance of electric motors, characterized by a control switch arranged to produce current changes in an electric control circuit which includes a receiving member arranged to obey these current changes, and to steer, in accordance with the orientation of the control switch, a secondary switch whose position determines that of a drum-switch which controls the circuit of the electric motors.
This device has the advantage of reducing to one the number of circuits which make it possible to remotely modify the position of the drum-switch.
The device -is more particularly applicable to. electric traction, although it can find its use in other fields.
The accompanying drawing shows, by way of example only, one form of execution of the device, applied to electric traction.
Fig. 1 is a general diagram; Fig. 2 is a section along II-II in FIG. 1; Fig. 3 is a section following III-III in FIG. 1.
In the diagram of fig. 1, we denote by 1 a socket (on the overhead or underground line 2) and T is the earth (running rail). A resistor 3 is connected to the socket outlet 1 and to the earth and has sockets 4, 5, 6. r, 8, 9, 10, 11, eight in number in the figure, but can be any number as needed. 12 designates a control switch which, by its rotation around the axis A-A using the handle 13, brings the wire 14 (general control wire) successively in connection with the points 4 ,. 5 <B> ... </B> 11 of 3.
A switch 16, which constitutes a safety device, opens the circuit of resistance 3 when the operator stops pressing the button <B> 15 </B> and for example when he releases the handle 13. The chi-wire connection 14 with the different points 1 to 11 is established by the series of contacts 17 to. 24 of the control switch 12.
For each position of the control switch 12, a single contact from 17 to. 2-1 will come, in connection with the corresponding contact of the series of contacts 4 to. 11. so that for each position of the control switch 12, the general control wire 14 will be. placed under a well defined voltage, corresponding to the potential difference between each of the points 4 to, 11, and the. Earth.
The wire 14 runs all along the train. In each locomotive (or railcar) the following circuit is established: junction 25, wire 26, contact 28, reactance 27, wire 29, winding 30, wire 31, contact 32. Contact 32 rubs on a ring 33 secured to a wiper Ma which can touch a series of fixed contacts 31- to 41 separated by insulating keys 42 to 49 and which constitute the selector member, the bay 33 being integral with a rotary drum-switch 50. Contacts 34 to 41 are connected to different resistances 51 to. 58.
On the other hand, a capacitor 59 is mounted between 31 and earth to absorb the breaking sparks at the friction contacts.
The electromagnet 30, the role of which is described later, is excited when its winding is crossed by a given minimum intensity: it can also be excited for a higher intensity, but must not be excited. ter for lower intensity.
If we denote by R. the resistance of the part of the wire (control 14 which runs along the train, T, that of the, bypass between 25 and the earth, not including resistance 51, 52 .. . or 58 which is part of this circuit, r, that of one of these resistors 51 to 58, V the voltage to which the control wire 14 is brought, the current Z which passes through the electro 30 is:
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R can. be made negligible in front of (R, + r) so that I becomes
EMI0002.0030
The electromagnet 30 actuates a valve 60 which allows the compressed air contained in a reservoir 61 to enter the cylinder 62 where a piston 63 moves, which causes this piston 63 to move upwards.
The rod 64 of the piston 63 carries an articulation 65; by means of the connecting rod 66 and the crank 67, the movement of the piston 63 is transmitted to the shaft 68; the latter is integral with the gear 69, which drives by a gear meshing it;
, e 70. whose axis is B-B. Gears 69 and 70 are such that when 69 makes a full revolution, 70 only spins a fraction of the circumference
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(where n is the number of contacts 34 to 41) and in the example considered 1! .. On the wire. 1, it has been implicitly assumed for the complete start-up that eight combinations have to be made in the motor circuit. He has. therefore been made, out of 3, eight takes and in this case the ratio of the gears 69 and 70 will be.
than for a complete revolution of 69 around C-C. 70 will turn in circumference around B-B.
Valve 60 will be at. conical contact surfaces for automatic adjustment Î1r #, play: a spring: antagonist maintains the. key in the closed position of the intake 71, and opening of the exhaust 72; so that when the electromagnet 30 will not be sufficiently excited, the. 60 rPStcra valve in the actual closing position of the aclmissinn and opening of the exhaust.
Thus, if the valve does not admit a sufficient quantity of air for the center of gravity of the. nia- level 67 arrives above (the axis of rotation of this crank, the piston returns @ Zra without difficulty to s; 7 starting position- under the spring 93a: this case will occur when the electromagnet 73, the role of which is described below, will open circuit 25 to 34.
The drum-switch 50, whose role is to achieve in the circuit of motors the desired combinations for the setting in speed, to. the, like drum-coininators of tramways, is arranged on the same axis as the <B> 70. </B> gear.
Referring to fig. 1, it is seen that the valve 60 admits the compressed air into the cylinder 62 when energized, at the same time as it closes the exhaust of the air 72. The air discharged into the space 93 s' escapes at 94 when the piston head rises; when the latter descends, the air contained in space 95 escapes through 72. When 30 is no longer excited, the air intake is closed and the exhaust is opened. Taps 98 and 99 allow the speed of movement of the piston head 64 to be adjusted and therefore the. speed of rotation of the drum-switch 50. The electromagnet 30 is energized as long as the wiper 33a touches a contact 34 to 41.
But for it to act on the tap 60, there must be a minimum voltage between its terminals, as has been said previously. otherwise. says that a minimum current crosses its winding. Therefore, for resistances 51 to 58 given in the circuit, the general control wire 14 must be under a minimum, or higher voltage, for the valve 60 to operate. In addition, the duration of action of 30 will depend. of the. length of the segments which constitute the contacts 34 to 41 and 42 to 49.
It is therefore possible to determine the length of these segments so as to have sufficient air intake to bring the crank 67 into the. unstable balanced position; at that moment she fran chira. the critical position and will complete its rotation around C-C. The speed of this rotation will be. adjusted by acting on valves 98 and 99.
On the other hand, the electromagnet 30 actuates a contact 131 which controls the circuit of an electromagnet 130. This electromagnet is integral with a plate 132 wedged on the shaft B = B; the supply of this electromagnet takes place via the two rings 133 and 134, on which the contacts 135 and 136 rub, one of which, 135, is connected to the earth, and the other, 136, to the wire 137 connected, by 131, to wire 29.
The electromagnet 130a by being excited, attracts its armature 138 which normally forms a key between the plate 132 and the plate 133, integral with the drum-switch 50, freely mounted on the shaft B-B. The excitation of 130 removes this keying, and its de-excitation restores it, as explained below, by the action of res sort 139, bearing against a stop 140 of the plate 132.
The operation of the device will be as follows: It was assumed, to fix the ideas, that it was necessary to bring the clans eight positions to make him realize the. range of combinations required for the.
speeding up the train. If it is desired to start manually, that is to say if the driver wants to increase the speed of the train himself, he will bring the control switch 12 to the first position, which energizes the train. general control wire 14 at the voltage between 4 and the earth, that is to say to V, volts, the selector being in the rest position, If r, is the resistance 51, and R, that of the circuit between 25 and 34, the current L, crossing electro 30 will be:
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Resistance 51 = r will be chosen so that I, ie the minimum necessary for valve 60 to operate. Further, 131 is attracted such that the electromagnet 130 is de-energized, and the drum-switch 50 is secured to the shaft B-B. The shaft 68 will therefore turn one full turn, that is to say the drum switch 50 will rotate one-third of a turn, which brings the friction plate 33a in front of the. resistor 52 and the insert in the circuit between 25 and earth.
The current is interrupted in 30 for a large part of the complete rotation of 68, - p the electromagnet <B> 130 </B> is found cloned excited, but it cannot attract its armature 138 because at this moment it secures the plates 132 and 133, and that the friction as well. performed prevents unclipping, which can only take place at rest.
However, the circuit of 30 is reestablished when 52 is inserted in the circuit cooked between 25 and 34 with a value
EMI0003.0055
r2 being the. value of resistance <B> 521. </B> If rL a. been chosen so that 12 is clearly insufficient for 30 to operate, the switch drum will remain in its second position.
However, in this position of immobility, the excitation of 30, which is insufficient to actuate the valve 60, returned by a spring, is nevertheless sufficient to open 131, such that the electromagnet 130 does not is not excited.
If the control switch is now moved to the second position, the general control wire 14 will be energized at the potential between 5 and earth, i.e. V., and the current in 30 takes on a new value.
EMI0004.0013
If r _ has been chosen so that I '., <I> = I ,, </I> the FO valve will operate again, causing shaft 68 to make a full revolution, and an elementary rotation (in this case "f 'of turn) to the drum switch 50 and so on;
by successively bringing the switch (the control to notches 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and R, the drum-switch will be brought to positions 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, the position 1 of the drum switch being the rest position.
If now you want to start automatically, you will bring the switch <B> (the </B> command to the notch which corresponds to the desired range neck. If for example it is the parallel 4-ry coupling that you want to achieve automatically. - simply, and that it can be achieved by position 6 of the combiner, that is to say that the combiner has performed five elementary rotations, the controller will be brought to notch nc 5, which will power up the control wire. general control 11 at potential V;
, that is to say the potential between 8 and T. The drum-switch 50 being in the Island rest position (first position) the current flowing through the electro 30 will be which is. greater than h since V5
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is the potential between 8 and earth, greater than the potential between 4 and earth. The drum-switch will therefore perform an elementary rotation, which will lead it. at position no?.
The current per current of the electromagnet 311 will be during <B> Pli </B> r2 which is still greater than I, due to the way 5? this was chosen as it was seen previously. The drum-switch will therefore perform an elementary rotation again and so on until it arrives at position 6.1 at this time, the current which will flow through will be.
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which is less than I ,; the drum-switch will therefore remain in this position.
The speed of operation will depend. obviously the volume of air admitted to lift the piston. This air volume will be a function of <B> the </B> air intake duration, that is to say (the length of the lines <B> 31 </B> to 41 and their position.
This speed of operation çzr ra c # @ a @ c- ment depends on the ease of escape offered to the air (which the piston compresses in each of its ascending movements and ashes) by the taps 98 and 99.
The speed of operation can be cloned by determining the length and position of segments 34 to 41, as well as the tension (spring 93a, and then perfect the adjustment by acting on the valves 98, 99 and 100. By an appropriate adjustment, the rotation of the taml) our-switch 50 will take place with a certain slowing down at the end (each of the elementary rotations.
It will have a slight stopping time once this elementary rotation has been broken, before rep.i i-tir for another elementary rotation due to the inertia of the crank 67 and of the spring 93a. In this way, any combination in the motor circuit will be effected by the switch-drum in a very positive way.
If, now we return the control switch 12 dcc to position 6 to. position 3 for example, the voltage on the control wire 14 decreases, and the excitation of 30 becomes insufficient to keep the contact 131 open. The tetro-magnet <B> 130 </B> gets excited, and the keying between <B> 132 </B> and 133 is removed.
4 this moment, a spiral spring 88 connected to the drum-switch 50, brings the latter back until the wiper 33a comes to switch on the resistor 53 (position 3).
This resistance corresponds to the voltage determined by the situation of 12, so that the electromagnet 30 is partially excited, and opens in 131 the circuit of 130 which, no longer being excited, allows the reestablishment of the circuit. thread 138 and securing of the switch drum 50 with the shaft BB.
To prevent the motors from being traversed by excessively high currents, the circuit between 25 and the earth (fig. 1) comprises a contact 28 (or several in series) closed by the electromagnet 73 whose winding is inserted in the circuit to be protected.
If at the end of an elementary rotation of the drum-switch 50, an overcurrent occurs in the motor circuit, the contact 28 is raised, the circuit between 25 and the earth is opened at 28; the electromagnet 30 no longer being energized, the valve 60 no longer operates, and the drum switch 50 does not rotate. As soon as the current in the motor circuit has returned to normal, the contact 28 closing, 30 and 60 act and the drum-switch 50 begins to perform its elementary rotations again.
The role of the electromagnet is to moderate the action of the drum-switch, but it does not mean the establishment of the usual protection relays in the motor circuit.
When you stop pressing 15, the switch-drum returns to rest, the electromagnet 130 then being energized with a view to provoking the unclipping as follows: the circuit of the motors supplying the electromagnet 73 comprises a contact 75 controlled by the electromagnet 74; the latter also controls a contact 76 which connects the rolling of the electromagnet 130 with the potential difference at the terminals of the motors.
When 15 is pressed, wire 14 is energized, electromagnet 74 is energized, contact 75 is closed, and winding 130 is not energized by this circuit.
When you stop pressing 15, the wire 14 is no longer under voltage, the electromagnet 74 is no longer excited, the contact 75 is open, the winding 130 connected to 76 is energized and the electro magnet 130 unclips the plate <B> 133, </B> which allows the drum-switch 50 to downshift to the rest position under the action of the antagonist spring 88.
The reverse gear command will be carried out as follows, referring to fig. 1.
In each locomotive or railcar, the current for supplying the motors passes through a manually operated reversing switch 100, then through an electro-pneumatic reverser 101 operated remotely from the head cab. When forming the train, 100 will be brought to the forward position in each locomotive or railcar. The role of the inverter 101 is to reverse the connections made by 100, so that during forward travel we will not act on 101, while for reverse gear, we will act on 101 for the duration of this march. back.
In order not to interfere with the general command described above, which is direct current, the valve 102 of the inverter 101 will be actuated by exciting its electromagnet 103 with high frequency alternating current. For this purpose, a small generator motor unit 104, 105 will be mounted in each cabin, connected to the pipe 106 of the auxiliary devices (fans, compressors) through a switch 107. The generator is connected, on the one hand, to earth, and, on the other hand, to the general control wire 14 by a circuit comprising a capacitor 108 and a switch 109.
The alternating current will flow through 108, energize 14, and therefore the circuit of the electromagnet 102 by passing through the capacitor 110. The reactance 27 will prevent the alternating current from flowing in the circuit between 25 and the earth and capacitors <B> 108 </B> and 110 will prevent direct current from flowing through the circuit of 108 and 105.
The train being formed, the wattman having brought the reversers 100 of each locomotive or railcar to the position corresponding to forward travel, if the switch 107 is open, he will only be able to perform forward travel; if he wants to reverse, he will shut down 107, which starts the 1U4 motor. The valve 102 is mechanically constructed in a similar fashion to the valve 60, but the winding of 103 will be dimensioned differently from that of 30. The switch 109 enables the generator 105 to be isolated from 1.1.
The inverter 101 comprises at 111 a cylinder movable around its axis and carrying two insulated copper strips 112 and 113 on which rub the pairs of contacts 11.1 and 116 as well as the pair of contacts 115 and 11 "c shown in fig. 1. When the electromagnet 103 is not energized, the cylinder will be held in its normal position by a counter spring and then the contacts 114 and 115 are connected directly by 112, while the contacts 116 and 117 are connected by 113 , so that for this position the inverter 101 does not modify the connections made by the inverter-switch 100.
The control device is arranged on one of the bases 111 of the cylinder or else on both, but in this case with, preferably, a single control valve 102. When the electromagnet 103 of the valve 102 is ex cited, 102 admits compressed air from the tank see 61 in the pipe 118, which has. the effect of rotating cylinder 111 such that 114 is connected by 112 to 117 and 115 is connected to 116 by 113. Therefore, the connections of the inverter-switch 100 are reversed hence reverse gear results.
When the electromagnet 103 of 102 is no longer energized, 102 lets air escape through 121 and the rotary inverter 101 reverts to. its rest position by re-establishing the connections of the inverter-switch 100, from which forward travel results. A switch 122 makes it possible to isolate the unused cabins from the general control wire 14.
The devices described can be modified during the applications.
The spring 93a can be removed by giving the crank 67 a sufficient mass. The clutch between 132 and <B> 133 </B> could also be transferred between shaft 68 and gear 19, which would allow the use of a fixed clutch control solenoid.
In order to excite the general control wire 1.1, a winding 3 provided with taps 1 to 11 has been described, being a simple means of obtaining different voltages of defined value; but one could also obtain them by other means and for example by a motor-generator unit delivering on a resistor with taps for each voltage to be obtained or directly feeding. on 1.1 with voltage variation obtained by acting on the excitation of the generator, on a resistance in series with the armature or any other device.
Accumulator batteries could also be used. This system will therefore be applicable in traction by alternating or direct current. In the example of application chosen, provision has been made for the control to be effected with direct current and the reverse gear with alternating current. The reverse could be adopted in particular in the case of AC distribution.
If the distribution voltage is subject to strong variations, the position of point 126 will be, adjusted by hand or using an automatic regulator, so as to maintain the voltages between 4, <B> 5 ... </B> 11 and the earth is more or less constant. In special cases, we can. use several drum-compressors and the desired number of valves and electromagnets.