Equipement à récupération pour tramways. La présente invention a pour objet un équipement à récupération pour tramways comprenant des moteurs électriques à exci tation compound, caractérisé en ce que les in ducteurs shunt avec leur rhéostat et les in ducteurs série sont constamment en circuit quel que soit le couplage des moteurs, en pa rallèle ou en série, et conservent également, au point .de vue électrique, les mêmes liai sons relatives avec leurs induits respectifs.
Grâce à ce montage, on peut passer sans chocs du couplage série au couplage parallèle et inversement, aussi bien en marche que lors de la récupération du courant et lors d'un freinage en court circuit.
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: La fig. 1 est un schéma d'ensemble d'une forme @d'exécution de l'équipement; La fig. 2 est une vue en plan d'un .dis positif mécanique de mise en court-circuit d'une résistance de transition à la position correspondant au fonctionnement des moteurs en série; La fig. 3 représente le même dispositif à la position correspondant au fonctionnement des moteurs en parallèle; La fig. 4 est la vue en élévation d'un dispositif de verrouillage, situé sur le con trôleur, d'un rupteur de ligne;
La fig. 5 est la vue en plan et montre le fonctionnement du dispositif précité; La fig. 6 est un schéma du circuit de montage des moteurs couplés en série et con nectés (fig. 7 et 8) suivant la méthode du pont; La fig. 7 représente le circuit de montage des moteurs après la première manceuvre pour le fonctionnement en parallèle; La fig. 8 représente le circuit de mon tage avec les deux moteurs série connectés en parallèle;
La fig. 9 est un schéma de démonstra tion, montrant les différents courants circu lant dans les circuits de deux moteurs com pound connectés suivant la méthode du pont; La fi-. 10 est le schéma montrant par- bellement le montage du circuit de deux moteurs compound alimentés en série; La fia. 11 est un schéma du circuit des moteurs pendant la période de transition en tre le fonctionnement en série et le fonction nement en parallèle; La fia. 12 est le schéma du circuit des deux moteurs compound connectés en paral lèle.
Selon l'exemple d'exécution représenté à la fia. 1, l'équipement comporte deux mo teurs compound M et M' dont on a représenté les induits<I>I</I> et<I>I',</I> les inducteurs série S et S' et les inducteurs shunt H et H'. Ces mo teurs sont reliés aux différents organes de l'équipement par des conducteurs de courant électrique F dont les extrémités sont reliées aux touches de deux contrôleurs C et C' si tués séparément à chaque extrémité du véhi cule pour permettre à la manière habituelle la manoeuvre à l'une quelconque de ces extré mités.
Le courant est fourni par un câble ou rail sous tension d'où il est amené par un trolley T ou par un .dispositif frotteur pour conducteur souterrain au circuit principal P et par un des conducteurs F aux contrôleurs CetC'.
L'équipement est complété du côté des moteurs par un groupe de résistances de ré glage Ii de l'excitation des inducteurs shunt, des résistances de démarrage D et une résis tance<B>de</B> transition 0 pour le passage de la marche en série à la marche en parallèle ou réciproquement. La mise en circuit de la ré sistance 0 peut être réalisée de toute manière convenable.
Aux fia. 2 et 3, on a représenté, à titre d'exemple, un -dispositif de contact placé sur un arbre 1 de contrôleur, qui porte, d'autre part, à la, manière habituelle des séries de secteurs décalés en hélice venant à la manière connue selon différentes positions de l'arbre 1 se mettre en contact avec les touches des contrôleurs réalisant ainsi la liaison entre les divers circuits. L'arbre précité est engaaé dans un moyeu métallique 2 dont il est isolé par une gaine 3. Sur le moyeu 2 est fixé un doigt d'entraînement 4, un secteur 5 est em- manché libre, sur ce moyeu et comporte un logement limité par les arêtes 5a et 5b, dans lequel vient se loger le doigt d'entraînement 4.
Le secteur précité peut être mis en con tact avec une touche fixe 6 au moyen du doigt 4. Le secteur 5 est relié à l'une des extrémités de la résistance 0, et la touche 6 à l'autre extrémité de cette résistance, de telle sorte que par le contact du secteur 5 et de la touche 6, on met en cort-circuit la. ré sistance 0.
L'équipement comporte, en outre, sur le circuit principal d'alimentation P un rupteur de ligne B, en principe semblable à ceux em ployés dans certains cas avec des moteurs série. Ce rupteur B est commandé par les contrôleurs et est combiné avec un relais à maximum de tension U, branché sur un cir cuit secondaire S, en parallèle avec le circuit d'alimentation et grâce auquel le courant du circuit principal P est entièrement coupé par l'ouverture .du rupteur B.
Celui-ci en s'ou vrant enclenche par l'intermédiaire ducontact K un relais<I>L</I> fermant le circuit des moteurs sur une résistance d'absorption A évitant, ainsi qu'on le verra plus loin, une surtension dangereuse pour les moteurs. Des interrup teurs et fusibles de plateforme <I>N, N'</I> et Q, Q' sont disposés sur le circuit principal P et secondaire S, permettant de couper le -cou rant d'arrivée au rupteur de ligne B.
L'ensemble du rupteur de ligne B et de ses relais<I>U</I> et<I>L</I> doit être complété sur les contrôleurs par un dispositif de verrouillage de ce rupteur. Mais alors que le rupteur de ligne employé habituellement avec des mo teurs série doit se fermer à la première posi tion de marche du contrôleur et rester dans cette position pendant tout le déplacement de l'arbre du contrôleur dans le sens correspon dant à l'accélération du véhicule, tout mouve ment en sens inverse de l'arbre précité devant provoquer l'ouverture du rupteur de ligne qui ne peut .être fermé à nouveau qu'après retour au zéro de l'arbre du contrôleur pour éviter l'emballement des moteurs, dans le rupteur de ligne B, pour moteurs compound, le dispositif d'ouverture et de fermeture ne doit, par contre,
intervenir qu'entre la. posi tion de repos et la position correspondant à la marche en série ainsi qu'il résultera de l'exposé du fonctionnement. Pour toutes les autres positions, la fermeture doit être main tenue, quel que soit le sens de rotation de l'arbre du contrôleur qui, sauf pour les posi tions précitées, fait varier lors de chaque dé placement la valeur du champ inducteur des moteurs.
Aux fia. 4 et 5, on a représenté, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un ver rouillage dans lequel sur l'arbre 1 du con trôleur est clavetée une poulie à gorge 7 sur laquelle est fixé un collier à friction 8 muni d'une butée en saillie 9 et d'une pièce 10 pou vant se mettre en contact avec un plot 11 relié au rupteur de ligne, celui-ci étant agencé de telle sorte que lorsque le contact 10, 11 est établi, la liaison 10', 11' du rupteur (fig. 1) est réalisée, c'est-à-dire que l'ensem ble est alimenté. Sur l'arbre 1 est clavetée une came 12 à deux diamètres reliés par une rampe 13. Contre cette came est appuyé, sous l'action d'un ressort 14, un levier 15 à deux branches 16 et 17.
Ce levier peut oscil ler autour d'un axe 18 fixé .sur une saillie 19 du contrôleur; la branche 17 du levier porte contre la butée 9 du collier 8. .
Dans la position de repos, les différentes pièces sont disposées suivant le tracé en traits mixtes de la fig. 4. L'extrémité 16 du levier 15 est alors appuyée sur la partie de faible diamètre de la came 12. En tournant l'arbre 1 dans le sens indiqué par la flèche F, on établit le contact entre la pièce 10 et le plot 11, la butée 9 prend la position indiquée en traits pleins à la fig. 4.
Si l'on continue à tourner l'arbre 1, la rampe 13 de la came 12 soulève l'extrémité 16 du levier 15. L'extrémité 17 de ce levier descend .et se place derrière la butée 9 portée par le collier 8 empêchant tout retour en ar rière tant que l'extrémité 16 -du levier 15 se déplacera sur la périphérie circulaire de la came 1.2. Cet enclenchement est bien entendu valable pour les deux sens de déplacement de l'arbre 1. Ce n'est qu'au moment où l'extré- mité 16 se sera abaissée, c'est-à-dire au mo ment où sa position correspondra à la mar che en série que l'extrémité 17 se soulèvera en libérant la butée 9.
On peut donc dire en résumé qu'un organe mobile contrôlant le rupteur de ligne est porté par le collier 8 pourvu ,d'une butée 9, un or gane d'arrêt 17 venant se placer sur la tra jectoire de cette ;butée et étant commandé par le combinateur au moment où le combinateur dépasse la position correspondant à la sup pression de la dernière résistance dans le cir cuit des inducteurs shunt.
Avant de décrire le fonctionnement de l'équipement objet de l'invention, on va indi quer au préalable en se référant aux schémas 6 à 12 le procédé utilisé couramment sur les moteurs série pour le passage de la marche en série à la marche en parallèle. On en dé duira les inconvénients que présenterait ce procédé dans le -cas des moteurs, compound et on indiquera ensuite, à la lumière de cet exposé, le fonctionnement de l'équipement objet de l'invention.
Les schémas 6, 7 et 8 représentent les cir cuits réalisés avec un contrôleur ordinaire par la méthode du pont dans le cas de mo teurs série; sur ces trois schémas les indue teurs L'1, UZ .et les induits MI, MZ des mo teurs sont seuls représentés. Dans le schéma 6, le courant est amené par une ligne T, la mise à la terre est effectuée au point g, la liaison en série des deux moteurs M' et MZ est assurée par le pont a, b, les contacts c et d sont libres pour recevoir un contact. Le schéma 7 correspond au premier temps de la. transition en établissant les contacts c, b et d, g, le courant est alors en partie dérivé sur les moteurs et en partie suivant la flèche f.
Le courant passant dans le circuit<I>T, c, b, a,</I> d, g est limité par des résistances r' et r2 dis posées entre les points c, b et d, g. Au schéma 8, la transition est réalisée en suppri mant le pont a, b et en mettant les résistan ces r' et r2 en court-circuit; pour la clarté de la figure, on a. simplement supprimé ces ré sistances.
Au contraire, dans le cas de moteurs com- pound, les courants qui circulent dans les di vers circuits (schéma 9) sont: 1o le courant ii produit par .le moteur M fonctionnant en génératrice sur le circuit <I>T,</I> c, <I>b, a, M, T;</I> 20 le courant i' produit par le moteur 31' fonctionnant en génératrice sur le circuit M', <I>b, a, d, g;</I> 30 le courant i3 dû à la tension de la ligne dans le circuit<I>T, c, b, a, d, g;</I> 40 le courant I traversant les deux mo teurs compound placés en série;
50 les courants i4 et i5 qui sont les cou rants des moteurs en parallèle.
Le courant 1 est inverse des courants il, i', i3 dans le circuit<I>a, b.</I>
Les courants i' et i' produisent un effort de freinage important, donnant lieu au ralen tissement du véhicule, qui sera suivi d'une brusque accélération si on coupe le pont<I>a, b;</I> cette coupure donnera lieu à un arc impor tant en raison de la forte intensité ,du cou rant.
Lorsqu'on passe du couplage en parallèle au couplage en série, les courants de circu lation restent les mêmes, mais I change de sens puisque les moteurs fonctionnent en génératrice; il se produit alors un nouvel effort de freinage important.
Pour remédier à ces inconvénients, la dis position suivante a été réalisée: la résistance 0 sus-indiquée est placée dans le pont a, b, cette résistance est mise en court-circuit pen dant la marche série (schéma 10) par une connexion a', b'.
Le couplage de série à parallèle se fait en deux phases: on met d'abord en circuit la résistance 0 et on établit la liaison des points c, b et<I>a, d, g</I> (schéma 11), on coupe ensuite les circuits<I>a, a'</I> et b, b' (schéma 12).
Les courants parasites circulant dans le pont se trouvent ainsi réduits; par contre, les courants moteurs i4 et i6 ont la valeur nor male.
Dans le couplage inverse, parallèle à série, la résistance 0 joue le même rôle, mais son action est prolongée de telle sorte qu'il y a un certain décalage entre le moment où la résistance placée hors circuit est intercalée dans le circuit, puis ,mise en court-circuit pour la marche en série.
Le dispositif mécanique placé sur l'arbre du contrôleur réalisant ces différentes ma noeuvres et décrit plus haut, fonctionne de la manière suivante: Le secteur 5 supposé en contact avec la touche 6 est à la position de fonctionnement des moteurs en série, c'est-à-dire, comme on l'a indiqué plus haut, le secteur 5 court- circuite la résistance 0 (schéma 10, fig. 2).
Les moteurs fonctionnent .donc en série. Lorsqu'on veut passer au fonctionnement en parallèle, on fait tourner l'arbre 1. Au début de sa course, l'arbre 1 entraîne le doigt 4 seul qui se déplace librement entre les points 5a et 5b. Pendant ce temps, l'arbre 1 a fait tourner tous les organes afin de préparer les connexions des appareils pour le fonctionne ment en parallèle des moteurs. Ce n'est qu'à ce moment seulement que le doigt 4 bute con tre l'arête 5a et si l'on continue à faire tour ner l'arbre 1, il entraîne le secteur 5 et l'a mène dans la position indiquée à la fig. 3.
La. résistance 0 est alors mise successivement en circuit (schéma 11) et ensuite hors circuit en réalisant ainsi le montage représenté au schéma 12. Inversement, au retour, le sec teur 5 et, par conséquent, la résistance 0 ne sont sollicités qu'au moment où tous les appareils sont connectés pour la marche en série.
Grâce à ce dispositif, la. résistance de transition 0 n'est donc mise en court-circuit qu'au seul moment où l'ensemble est en série.
L'installation décrite -est disposée pour des variations de vitesse allant de dix à trente kilomètres à l'heure pour une tension moyenne de cinq cent cinquante volts en mar che normale. Ces variations sont obtenues en modifiant le champ inducteur produit par les enroulements shunt des moteurs. Ce résultat est obtenu en intercalant, pour diverses posi tions correspondantes du contrôleur, dans les circuits des enroulements précités des valeurs convenables des résistances R indiquées pré cédemment. L'équipement déefit a de gros avantages, il permet un démarrage économi que et une récupération importante.
On sait que, dans le cas de moteurs com- pound alimentés sous cinq cent cinquante volts, le démarrage de ces moteurs destiné à réaliser la gamme de vitesses sus-indiquées zéro à trente kilomètres, s'effectue à l'aide des procédés ordinaires sur les résistances D jusqu'à dix kilomètres à l'heure correspon dant à la marche avec champ shunt maxi mum, ce passage de la vitesse de dix à trente kilomètres à l'heure ayant lieu par réduction du champ shunt.
Mais si, comme représenté, au lieu d'uti liser un seul moteur compound, on monte en série les induits et inducteurs série de deux moteurs dont les inducteurs shunt et les in ducteurs série sont constamment en circuit et conservent, au point de vue électrique, les mêmes liaisons relatives avec leurs moteurs respectifs, les induits et les inducteurs série de ces moteurs se trouvent alors alimentés sous deux cent soixante-quinze volts, les induc teurs shunt restant sous cinq cent cinquante volts.
La vitesse minimum correspondant an champ d.'excitation maximum se trouvera alors diminuée de moitié, c'est-à-dire que le démarrage sur résistances s'effectuera jusqu'à, une vitesse de cinq kilomètres à l'heure seule ment. (Dans l'exemple représenté, le démar rage s'effectue sur résistance jusqu'à une vi tesse de deux kilomètres et demi à l'heure; cette résistance mise en court-circuit permet d'atteindre la vitesse de cinq kilomètres.) La réduction du champ permet ensuite-d'accélé- rer jusqu'à la vitesse maximum de dix kilo mètres à l'heure.
Pour passer de dix à trente kilomètres à .l'heure, on effectue la mise en parallèle des deux moteurs sous cinq cent cinquante volts à plein champ.
Si à un moment quelconque, la vitesse du tramway augmente par suite d'une pente de manière à dépasser celle qui correspondrait aux valeurs de la résistance de démarrage ou du champ à cet instant, les moteurs fonction nent en génératrices en vertu de la propriété connue des moteurs compound.
Pour des vitesses comprises entre deux kilomètres cinq cents et cinq kilomètres à l'heure, dues à une pente, le courant ainsi fourni possède une tension insuffisante pour être récupéré. On l'absorbe donc au moyen de la résistance d'absorption A, et la vitesse retombe par suite du freinage ainsi réalisé à. deux kilomètres et demi.
Au-dessus de cinq kilomètres et jusqu'â dix kilomètres en jouant sur le champ, on récupère le courant produit. Ce courant est renvoyé dans la ligne. Le démarrage entre cinq et dix kilomètres est donc économique.
Au-dessus de dix kilomètres, les moteurs étant en parallèle sous cinq cent cinquante volts, la récupération se fait normalement chaque fois que la vitesse du véhicule dé passe celle correspondant à. la valeur du ré gime des moteurs.
On voit .donc que l'équipement décrit per met que ce soit au démarrage lors .de ralen tissements ou en marche normale la récupé ration sur une gamme de vitesses très étendue allant de cinq kilomètres à la vitesse maxi mum, alors que dans les équipements usuels cette récupération n'est possible que pendant la marche normale, c'est-à-dire au-dessus de dix kilomètres à .l'heure.
On peut appliquer également l'effort ré sistant des moteurs au freinage, la marche récupération-freinage étant rendue stable par l'action différentielle des enroulements shunt et série des moteurs.
Lorsque la tension atteint une limite dan gereuse pour les moteurs, et ce fait peut se produire soit en cas d'interruption entre la voiture et la ligne, soit en cas de rupture du circuit général d'alimentation ou d'impos sibilité d'utiliser le courant récupéré, lors de la marche en récupération ou encore pour cer taines positions du contrôleur lorsqu'il agit sur le rupteur de ligne, le relais U est mis en action réagissant sur le rupteur ide ligne et par le contact K sur le relais L et la résis tance _4 évitant, comme il a été dit plus haut, une surtension dangereuse pour les moteurs.
D'autre part, le rupteur de ligne B ne peut être actionné si le relais Lest resté acciden tellement enclenché. Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution re présentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple. C'est ainsi qu'on ne sortira pas de l'invention en appliquant le disposi tif aux équipements à quatre moteurs com pound, que l'on peut coupler en disposant les quatre moteurs en série, en disposant en pa rallèle deux groupes comprenant chacun deux moteurs en série, ou en montant les quatre moteurs en parallèle.