CH168330A - Equipement à moteurs à courant continu applicable à la traction électrique. - Google Patents

Equipement à moteurs à courant continu applicable à la traction électrique.

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CH168330A
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Eugene Gratzmuller Louis Rene
Kratz-Boussac Henri
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Eugene Gratzmuller Louis Rene
Kratz Boussac Henri
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Description


      Equipement    à moteurs à courant continu applicable à la traction électrique.    L'invention     concerne    un équipement à       moteurs    à     courant    continu applicable à la       traction    électrique et destiné à. obtenir la ré  gulation     économique    de la vitesse des dyna  mos principales, motrices ou génératrices, par  deux modes successifs     d'excitation:     <I>a)</I> Pendant la période de démarrage, la       puissance    motrice est obtenue par les procédés  connus, en     utilisant    l'excitation     série-directe     des moteurs;

         b)    La     vitesse    convenable des dynamos       étant    obtenue, pour limiter l'accroissement de       cette        vitesse.ou    la     diminuer    et cela, quel que  soit le     couplage    des     dynamos    entre elles, on  change l'excitation     série-directe,des    dynamos  en     excitation        compound        semi-directe    par le  moyen de la fermeture -d'un circuit sur une  partie des enroulements inducteurs; -une  somme algébrique de deux tensions est dispo  sée dans ce circuit;

   l'une,     indépendante    du       courant    dans l'induit de la     dynamo    principale    et réglable, l'autre,     croissante    avec     ce        courant     et     développée    dans l'induit d'une dynamo  excitatrice dont, de préférence, un enroule  ment inducteur est traversé par le courant -de  l'induit principal.  



  En d'autres termes, le passage de la mar  che motrice.     série-directe    à la marche     com-          pound        semi-directe    s'obtient par introduction  de tensions     a8    et     eb    dans     un    circuit obtenu  par la fermeture d'une dérivation p sur une  partie H de l'inducteur série     constitué        lui-          même    par     deux    inducteurs H et 8 en série.

    La tension     E"    est     croissante    avec le courant  de l'induit principal et et, est une     tension    in  dépendante de la dynamo principale et elle  est réglable. La partie K reste excitée en sé  rie directe, elle peut être shuntée par une ré  sistance inductive ou non, son     nombre    de  spires peut aussi être changé.  



  Comme la tension     à,    la tension     eb    peut  être     obtenue    dans l'induit d'une dynamo  auxiliaire ou     excitatrice.         Les dessins annexés, donnés à. titre  d'exemple, se rapportent à quelques formes  d'exécution de l'objet de l'invention.  



  Dans toutes les figures, T et G sont les  pôles -du réseau, T, par exemple, un contact  glissant et G la terre. A     l'induit        d'une    dy  namo principale,     g    son     inducteur        série-          directe,    et H son inducteur pour l'excitation  série     semi-directe    et pour l'excitation séparée.  S'il y a plusieurs     -dynamos    principales Al,       Az,        A3...,    les lettres<I>A,</I>     K,    H sont affectées  respectivement d'indices 1, 2, 3....  



  Les figures représentent respectivement:       La        fig.    1     l'excitation        compound        semi-          directe    d'une dynamo principale,  La     fig.    2 une réalisation de l'excitation  compound     semi-directe    avec une seule     excita-          trice        a-b    qui a deux inducteurs     e-f    et       c-d,

       La     fig.    3     l'excitation    compound     semi-          directe    avec une seule excitatrice ayant un  seul inducteur 7 excité par la somme de deux  tensions V, et<B>?;b;</B>  La     fig.    4 une première forme d'exécution  .du changement de l'excitation     série-directe,     en excitation compound     semi-directe.    En mar  che compound     semi-directe,    l'inducteur H et  l'induit     a-b        d'excitatrice    sont parcourus par  le même     -courant;

        La     fig.    5 est une deuxième forme d'exé  cution du changement de l'excitation série  -directe à l'excitation     compound        semi-directe.     En marche     génératrice,    le courant dans l'in  duit     a-b        d'excitatrice    est la somme -du cou  rant I dans. H et du courant i qui traverse  l'induit A,  La     fig.    6 les deux moteurs     A,g,H,    et       AZg2H2    supposés amenés à la     vitesse    conve  nable avec excitation     série-directe    et couplage  entre eux en parallèle.

   La figure montre le  changement en excitation compound     semi-          directe    des moteurs,  Les     fig.    7, 8 et 9 les changements succes  sifs de     deux    -dynamos principales excitées en       compound        semi-directe        d'abord    couplées en  parallèle entre elles, puis ensuite en série.

   A la       fig.    7, on fait entre moteurs,     l'intercalation     d'une     résistance        R4    de transition, à la     fig.    8         l'alimentation    des deux moteurs couplés entre  eux en série, mais avec résistance de tran  sition intercalée, à la     fig.    9 la mise en court  -circuit -de la résistance     R4    -de transition, .  



  La     fig.    10 le passage au freinage     rhéosta-          tique    de     deux    dynamos couplées entre elles  en série et excitées chacune en     compound          semi-direete,     La     fig.    11 un autre mode de changement  du     couplage    entre elles de parallèles à série  ,de dynamos excitées en     compound        semi-          -directe,

       La     fig.    12 un exemple -du     changement    en  excitation     .compound        semi-directe    dé deux dy  namos     A,K,II,    et     AZKZH2    excitées d'abord  en     série-directe    et couplées entre elles en sé  rie,  La     fig.    13 le diagramme circulaire du  couple d'une dynamo compound directe, en  marche génératrice,  La     fig.    14     une    variante du passage -de       l'excitation        série-directe    à.

   l'excitation     com-          pound        semi-directe    de deux dynamos couplées  entre elles en série, avant et après le change  ment.  



  L'excitation     série-directe    est l'excitation  série ordinairement employée jusqu'à présent,       ,c'est-à-dire    que le courant     i    de l'induit A  passe directement dans les     inducteurs.    Dans       l'équipement    décrit ici, les inducteurs sont  composés de deux parties H et     g    mises en sé  rie. Les inducteurs peuvent être shuntés ou  non par des résistances inductives ou non.  



  On appelle d'une manière générale exci  tation compound     semi-directe    l'excitation       -constituée    de la manière suivante:  10 Le courant<I>i</I> de l'induit<I>A</I>     d'une    dy  namo principale passe directement à travers  la     partie        K    de     n    .spires -de l'inducteur série  shunté ou non shunté. Les ampères-tours  ainsi engendrés sont appelés ampères-tours       série-directe        (fig.    1).  



  20 Dans le     circuit    fermé par une dériva  tion p sur l'inducteur H est disposée une  somme algébrique de -deux tensions.  



  a)     L'une        ea,    est du signe du courant i de  l'induit principal A. Elle est en valeur abso  lue     proportionnelle    à i ou tout au moins crois-      santé avec     i.        Les    ampères-tours qu'elle engen  dre sont donc     proportionnels    à.     i    ou tout au       môin=        croissantes    avec i. C'est pourquoi on les  appelle ampères-tours     série-indirecte.     



  b) L'autre     e6    est une     tension    d'excitation  indépendante et réglable prise à une source       quelconque        extérieure    à la. dynamo     principale.     par exemple: tension U du réseau, tension  d'une dynamo auxiliaire ou     excitatrice    entraî  née d'une manière quelconque à vitesse peu  variable par un moteur électrique, batterie  d'accumulateurs, etc. Cette     excitatrice    peut  aussi être entraînée à une vitesse proportion  nelle à. celle des roues ou -des dynamos princi  pales correspondantes. Des modes de liaisons  procurant ce résultat sont, connus.

   Les  ampères-tours. d'excitation engendrés par<B>Sb</B>  sont -donc essentiellement des ampères-tours  d'excitation séparée.  



  En marche motrice, les connexions sont  faites -de manière que les ampères-tours     série-          indirecte    de l'inducteur H, les ampères-tours       série-directe    de l'enroulement     K    et les  ampères-tours séparés de H doivent être de  même sens.  



  En marche génératrice, les ampères-tours       série-directe    -de     K,    les ampères-tours     série-          indirecte    de H changent de signe. Les  ampères-tours d'excitation séparée de H par  la. tension<B>Sb</B> restent de même signe.  



  En régime lentement variable, l'excitation  varie donc dans le même sens que pour une  dynamo     compound,    soit en marche motrice,  soit en marche     génératrice.     



  L'enroulement K a. pour but de limiter  les surintensités en régime transitoire rapide,  par exemple quand la tension U du réseau va  rie brusquement. L'expérience a. démontré  qu'il peut avoir un petit nombre de spires.  



  L'excitation de     l'inducteur    H par la  somme algébrique     ea        +   <B>Sb</B> permet -de réduire  le     poids    de cuivre des inducteurs de la dy  namo     principale    par rapport à. la. dynamo       compound    ordinaire comportant un inducteur  à     excitation    séparée.  



  La     fig.    1 représente le schéma de l'excita  tion compound     semi-directe.    La flèche i en    trait     continu    représente le sens du     courant    i  en marche motrice, la flèche i en     traits    dis  continus le sens du courant en marche géné  ratrice.

   I est le courant total dans l'inducteur  H, c'est-à-dire la. somme des     courants        Ia    et       lb    dus     respectivement    aux tensions sa et     e6,     le courant     Ia.    est représenté par la flèche     1,,     en trait     continu    dans la.

   marche motrice et par  la flèche en traits discontinus dans la mar  che     génératrice.    On suppose sur la     fig.    1 la       tension    sa -développée dans l'induit     a-b     d'une     excitatrice    entraînée à     vitesse    à peu  près     constante    et excitée par le courant i de  l'induit     principal    dans l'inducteur     e-f.        Mais     on peut obtenir les tensions     Sg    et<B>Sb</B> de plu  sieurs façons distinctes.  



  a)<B>Sb</B> peut     être        prise    à une     source    quelcon  que, par exemple la. tension U du réseau avec       intercalation    d'un rhéostat, ou la     tension     d'une batterie d'accumulateurs ou d'une  excitatrice réglable entraînée d'une manière  quelconque; soit à vitesse approximativement  constante, soit à une vitesse proportionnelle  à, celle des roues, etc.  



  en peut être engendrée ,dans un induit de  dynamo     excitatrice        a-b,   <I>à</I>     vitesse    approxi  mativement constante et excitée dans un in  ducteur     e-f    par le courant de l'induit prin  cipal A     (fig.    1).  



  b)     E,,    et<B>Sb</B> peuvent être produites non pas  dans deux induits distincts, mais dans un seul  induit     a-b    -de dynamo     excitatrice,    excitée  elle-même par le courant i dans. un premier       inducteur        e-f    et     -dans    un     -deuxième    induc  teur     c-d    par une tension réglable     v6    prise  comme<B>Sb</B> du paragraphe a), à une source  quelconque     (fig.    2).  



  e)     On    peut, dans un seul induit     d'excita-          tri.cedévelopper    la somme des deux tensions  Sa et Sb en excitant un seul inducteur de cette       excitatrice    par la somme algébrique des deux       terisiorrs        va,    et     v6,    l'une     va        croissante    avec i,  l'autre,     v6    réglable engendrée d'une     façon     analogue aux tensions     Sa    et<B>Sb</B> du paragraphe  b),

   c'est-à-dire va -développé dans une     sous-          excitatrice    dont l'inducteur     e-f        (fig.    3) est  excité par le     courant    i, l'autre     v6    prise à une  source     quelconque    ou     produite    dans une petite           sous-excitatrice        vb    excitée par un courant sé  paré réglable par l'inducteur     c-d        (fig.    3<B>)</B>.  



  La disposition -de -dynamos compound       semi-directe        permettant    d'obtenir des varia  tions     importantes    des ampères-tours     induc-          teurs    des dynamos A avec les variations de     i,     il n'y a pas à se préoccuper exagérément de  l'égale     répartition        des    courants i entre les  dynamos A placées dans différentes dériva  tions sur le réseau.  



  Naturellement, si la marche est     motrice,     en faisant croître     sb,    on fera diminuer la vi  tesse parce que<I>i</I> diminuera,     puis   <I>i</I> s'inversera  et la dynamo fonctionnera en génératrice, en  freinant avec récupération.  



  Voici deux     exemples    de réalisation du pas  sage de la marche     motrice    avec excitation       série-directe    à la marche génératrice     com-          pound        semi-directe    avec bonne     utilisation    du  cuivre -des inducteurs du moteur principal.  



  <I>Premier mode de</I>     réalisation        (fig.    4).   Tous les contacteurs sont d'abord supposé       ouverts.    On ferme les     contacteurs    5, 2 et 1  pour     intercaler    dans la dérivation fermée sur  la tension     I7    du     réseau    le rhéostat     R,    de -dé  marrage progressivement mis en court-circuit  par les     contacteurs    3 et 4. La dynamo A est  alors un moteur     série-directe    de courant i in  diqué par la flèche i en trait continu.

   Les  parties H et     K    peuvent alors être shuntées  .de manière connue pour augmenter la     vitesse.     



  On intercale ensuite     l'excitatrice        a-b     entraînée de manière     quelconque,    .à vitesse  approximativement constante, pour cela, le  contacteur 5 est ouvert, avec     intercalation     ou non .d'une résistance de transition et l'on  forme un circuit p     H    par     fermeture    .du con  tacteur 6. La dérivation p peut     contenir    une  résistance.

   La dynamo     excitatrice        a-b    a  deux     inducteurs,    l'un e     -f    excité par le cou  rant i, de     l'induit   <I>A</I> ou une partie de<I>i</I> si       e-f    est shunté, par une résistance     inductive,     l'autre     c-d    peut être soumis à une tension       vb    réglable. De     plus,        c-d    peut avoir un  rhéostat     R,    dans son circuit.  



  Si l'on veut éviter un accroissement -de la       vitesse,        il    sera bon que, au moment où la dé-         rivation    p est     fermée    par 6, que la tension       Sa    développée dans l'induit     a-b    produise  une chute     ohmique    dans H au moins égale     @à          celle    qui était établie par 1e .courant i ou une  fraction de     ce    courant qui passait dans H.

    C'est purement une question du     nombre'-de     spires de     e-f    ou d'un shunt -de     cet    inducteur,  de     sorte    que le courant dans H ne     puisse     qu'être     augmenté    par la fermeture de p. A  noter que dans le cas contraire, la     vitesse    se  rait augmentée.     L'excitatrice    peut donc rem  placer un shunt     inductif    de H.  



  Alors seulement la tension     vb    sera dispo  sée aux bornes de     c-d    pour produire la ten  sion     eb    dans     a-b.     



  Si on augmente     vb    le courant I augmen  tera     jusqu'à,    la     stabilisation    de la vitesse.  Au delà d'une certaine valeur de     l'excitation     I -due     è,    la tension     vb    le     courant        i    s'inversera  (flèche en traits     discontinus)    et le couple de  A deviendra résistant si on le     désire.        Le    cou  rant dans le pont<I>p</I> passera de<I>I - i à I</I>     +        i     et     il    y aura récupération.

       Mais    alors e., a  changé de signe et la     farce    électromotrice de       a---b    est la différence des valeurs absolues -de       eb    et de     Sa.    On peut     diminuer    la vitesse du  véhicule jusqu'à ce que la valeur de satura  tion du     flux    dans A soit     atteinte.     



  Enfin,     il    faut remarquer que,     grâce    à     l'in-          ducteur        K    produisant des ampères-tours -de       compoundage,    la     tension        8b    peut être seule  conservée dans certaines phases du fonction  nement pour     limiter    la vitesse ou la réduire.  



       Deuxième        variante..    - Les tensions     ea    et       eb    sont     introduites    dans la branche p     (fig.    5),  développées .dans l'induit     a-b.    Tous les con  tacteurs étant supposés ouverts, le     processus     est sensiblement le même que pour le -démar  rage en moteur     série-direct,de    la     variante    pré  cédente par la fermeture des     contacteurs    1,  5 et 2 avec     intercalation    -du rhéostat -de dé  marrage     R,

          mis    ensuite progressivement en       court-circuit    par les     contacteurs    3 et 4. Le  courant i (flèche en trait continu) traverse  seul A,     K    et H. On ouvre alors le     contacteur     2;     l'excitatrice        a-b    est     excitée    par le     courant     i et produit la tension     e,,    qui, par     fermeture         du contacteur 6 -doit tendre plutôt<B>là</B> augmenter  le     courant    1     dans    H.

   La. dynamo     a-b    est alors  excite au moyen de l'inducteur     c-d    mis  sous     la,    différence de potentiel     vb.        .Si    l'on     aUg-          mente    l'excitation de l'inducteur     c-d    jus  qu'à inverser le courant i dans A, le nouveau  courant<I>i</I> est indiqué par la flèche     i    en traits  discontinu.

   On constate que le courant à tra  vers     a-b    devient I     -L    i, tandis que dans la  marche motrice il était<I>I -</I>     i,.       Pour éviter de prolonger     cette    intensité  <I>1</I>     -j-   <I>i</I> dans     a-b,    on peut fermer la dériva  tion p, qui peut être résistante temporaire  ment, entre f et     G    par le contacteur 7. On  ouvre alors 5. Le courant dans     a-b    est alors  le seul courant dans<I>II.</I> On peut maintenant  mettre en court-circuit la     résistance        R2    de la  dérivation p,.

   Il sera préférable de faire     cette     opération avant d'exciter     c-d.    Il faut remar  quer la     différence    essentielle .des deux va  riantes. Dans l'une <  les tensions     e.    et     eb    sont  introduites dans la branche H. Dans l'autre,  elles sont     introduites    dans la dérivation p.  



  Tous les procédés d'excitation d'excita  trices pour obtenir la somme algébrique des  tensions     s.,    et     eb    sont naturellement applica  bles aux schémas des fin,. 4 et 5. Celui em  ployé pour les deux exemples de variantes     ci-          dessus    se rapportant au procédé     d'exitation          compound        semi-directe    de la     fig.    2.  



  <I>Cas de</I>     plusieurs        moteurs.   <I>-</I> Quels     que     soient les couplages des moteurs entre eux  dans les     différentes    dérivations sur le réseau,  si l'on vent limiter la     vitesse    ou la réduire,  on peut évidemment passer -de l'excitation       série-ïlirecte    à l'excitation compound     semi-          directe    soit, par exemple, par la première va  riante de la     fig.    4, soit par celle de la fi-.

   5,  soit par toute autre, ainsi que prévu dès le  cinquième paragraphe du début et l'on peut  utiliser l'une quelconque des     excitatrices    pré  vues     fig.    1,     fig.    2,     fig.    3.     ÎVIais    certaines     in-          dication.,    complémentaires peuvent être utiles.  



  Si le: inducteurs<I>II</I> sont shuntés dans  l'excitation     série-directe,    il est préférable de  supprimer les shunts avant de passer à l'exci  tation compound     semi-directe.       A titre d'exemple, la     fig.    6 représente le       cas    de deux moteurs couplés entre eux en pa  rallèle et suppose dans l'excitation     série-          directe    les shunts des inducteurs H suppri  més.

   Les dynamos sont supposées amenées à  la     vitesse    convenable avec l'excitation     série-          directe.    La fermeture des     contacteurs    10 et  11 dispose les tensions des     excitatrices          a,-b,    et     a2-b2    aux bornes des inducteurs  <I>H,</I> et 112 des dynamos     A,g,H,    et     A21C,H2    en  parallèle sur le réseau.

   On a adopté la va  riante no 2 de la     fig.    5, on pourrait aussi  bien adopter la variante de la     fig.    4 pour pro  duire les tensions sa et     eb.    A noter que les in  ducteurs des excitatrices produisent les ten  sions     eb    doivent être disposés sous la même  tension, ou encore être en série et excités sous  la même tension     approximativement.     



  Fi-. 7. Pour abaisser davantage la vitesse  en excitation compound     semi-directe,    on     peut          passer    au     couplage    des induits entre eux en sé  rie. La fermeture du contacteur 12 intercale  la     résistance        R4    entre les moteurs qui sont  ainsi tous deux dans une même     dérivation    sur  le     réseau..     



  L'introduction de la résistance     R4    n'in  fluence aucunement les courants dans A,  et A,       Fig.    8. Les contacteurs 8 et 9 sont alors       ouverts.    Des dispositions sont prises pour ré  duire le plus vite possible les     courants    pas  sant dans H, et     H.2    à. une valeur minima par  le réglage des     tensions        ebi    et 4s.  



       Fig.    9. La     résistance        R4    est alors progres  sivement mise en court-circuit par le seul con  tacteur 13 représenté au schéma pour simpli  fier. On abaisse encore la vitesse, si l'on  veut, en augmentant à nouveau les excitations  des     excitatrices        a,-b,    et     a2-b2.    Quand les  flux inducteurs -des -dynamos     a,-b,    -et     a2-b2     sont maxima, la     vitesse    minima économique  est alors atteinte.  



       Fig.    10. Pour aboutir à une vitesse plus  basse encore et presque à l'arrêt, on peut pas  ser au freinage     rhéosta.tique:    On ferme le  contacteur 14, ce qui intercale     R,    en dériva  tion sur le réseau. On ouvre alors 15, ce qui  supprime la     tension    du réseau sur les mo-           tours,    et l'on met progressivement     R,    en  court-circuit par fermeture des contacteurs 16  et 17.  



  L'arrêt définitif peut être obtenu par un  frein mécanique qui peut d'ailleurs être com  mandé électriquement.  



  Le procédé pour augmenter de 1 à 2 le  nombre :de moteurs dans une dérivation peut  être     étendu    pour augmenter le nombre :de  moteurs dans une dérivation d'un état 1 à un  état 2 et réciproquement, quel que soit le  nombre de moteurs par .dérivation.  



       Fig.    11. Elle représente une autre manière  de passer du couplage parallèle de deux dy  namos     compound        semi-directe    à leur couplage  en série. Supposant les contacteurs 3, 4. 17 et  18 fermés, 13 ouvert et les moteurs Al et A=  excités en compound     semi-directe    et en pa  rallèle tous deux sur le réseau à la vitesse  minima.,     c'est-:à-dire    à flux maximum. On  ouvre alors dans l'ordre 17.     1$    et 3, ce qui  supprime la     tension    U sur la     .dynamo        A::.    On  ferme alors rapidement 13 et l'on ouvre 4.

    A, débite alors sur la résistance     R,.    On règle       alors    les excitations -de     a1-b,    et     a2-b=    pour  les valeurs minima     permettant    de disposer la.  tension     U    par moteur et pendant que l'exci  tation baisse, on     court-circuite    progressive  ment     R,    par les contacteurs 17 et 18. On  excite alors     al-b,    et     a--b,,    jusqu'au maxi  mum et le freinage est     terminé    comme précé  demment expliqué pour la     fig.    10 et par le  frein mécanique.  



  Manifestement, le procédé représenté sur  la     fig.    11 peut-être généralisé pour introduire  dans une dérivation sur le réseau U contenant  un     .nombre    quelconque de dynamos princi  pales :couplées entre elles en série un autre  groupe composé aussi     :d'une    ou plusieurs dy  namos couplées entre :elles en série.  



  Une unité motrice peut être constituée,  non par un moteur, mais par plusieurs mo  teurs en série,     couplés    d'une manière perma  nente, tout au moins :dans la     marche        com-          pound.    On peut alors .disposer les enroule  ments H     tous    en série et     :d'une    manière con  tiguë et la tension     @de        l'excitatrice        a-b    peut    être disposée dans un circuit p qui comprend  les inducteurs H.  



  C'est ce que représente, à titre d'exemple,  la     fig.    12 où deux moteurs     A1K,,H1    et       A,K_,H2    sont supposés former une unité mo  trice dans la marche compound     semi-directe     de     bornes    extrêmes     11    et N.

   Le démarrage  supposé réalisé en excitation série par les  procédés connus, ainsi que représenté, les in  ducteurs Hl et     HZ    sont     contigus,    pour la  marche compound, le circuit local p sera  fermé par le     contacteur    6, il ne     comporte     qu'un induit     a-b        d'excitatrice    pour deux mo  teurs.  



  L'excitatrice     a-b    est placée soit dans le  pont     auxiliaire    p, soit dans le pont initial       A,K,Hl    et     H2K2A_,    comme représenté à     titre     d'exemple.     a-b    sera excité     comme    précédem  ment. Les flèches i en trait continu repré  sentent les courants dans la marche motrice;  les flèches discontinues i     représentent    le cou  rant inversé lors de la.     récupération;    I est le  courant d'excitation dans les enroulements Hl  et     H..     



  Bien entendu, la succession des connexions  peut être facilement établie par un cylindre  contrôleur, par un arbre à :cames, par contac  teurs commandés par un cylindre de contrô  leurs ou par .des combinaisons de     ces    disposi  tifs. On peut même, en utilisant les contrô  leurs normaux de démarrage en     série-          parallèle,    réaliser les connexions supplémen  taires :de marche compound     semi-directe        par     un cylindre de contrôleur supplémentaire.  



  Puisqu'en régime lentement     variable    les  ampères-tours inducteurs varient comme pour  une dynamo     compound    directe, le couple peut  être représenté et discuté comme pour     une    dy  namo compound ordinaire, en marche géné  ratrice.         C=,#        (NI-ni)   <I>i</I>    dont<I>N</I> et     n    seraient les nombres de spires des  inducteurs     série-directe        K    et :de l'inducteur  excité séparément H et     j    un coefficient -de  proportionnalité.  



  Si<I>NI</I> et n sont choisis .convenablement,  le couple peut     mester    peu variable parce -que si i      augmente, le premier facteur diminue, alors  que le deuxième augmente. Si le fer n'est pas  saturé, le couple C varie proportionnellement  au produit<I>(NI - ni) ni</I> forme où l'on recon  naît le produit de deux facteurs .dont la  somme est constante.  



  Remarquant de plus que, dans la marche  génératrice, le couple à     fournir    par dynamo       est        beaucop    plus petit qu'en marche motrice  parce que, dans la marche génératrice, les  chutes     ohmiques    de tensions s'inversent dans  l'induit et en ligne, on conçoit que le courant       i.    dans la dynamo en     génératrice    est beaucoup  plus petit qu'en moteur pour accélérations  égales en valeurs absolues.  



  On conçoit donc qu'il peut être possible  de freiner avec récupération en employant un  seul couplage de dynamos excitées en     com-          pound    ou tout au moins de diminuer pour le  freinage le nombre de     -changements    de cou  plages utilisés dans la marche motrice, et -de  plus la possibilité de ne pas faire intervenir  la variation de     s,,    pendant la récupération ou  tout au moins de n'utiliser qu'un petit nom  bre de valeurs     e,.     



  En effet, si on trace une     circonférence          (fig.    13) de diamètre<I>AB = NI,</I> élevant une       perpendiculaire    sur le diamètre dont le pied  est distant de<I>BC = ni</I> de l'une des extrémi  tés du diamètre, le couple est proportionnel  au carré de la perpendiculaire<I>CD</I> puisque:         CD2   <I>= AC</I>     X        BC.       Il sera donc possible d'obtenir avec s,; et       L7    supposés constant, un couple de valeur  moyenne approximativement constante, ou  croissante, ou décroissante, lorsque les       ampères-tours   <I>rai.</I> décroîtront, ce qui se pro  duira automatiquement à vitesse décroissante.

    Il suffit, en effet que, à vitesse maxima, le  point C soit à gauche .du centre 0 de la cir  conférence et assez près -de A ou que C soit  au contraire     assez    près de 0 ou que C soit  sur la partie<B>OR,</B> mais près de 0, pour que le  carré de la perpendiculaire<I>CD</I> respective  ment, croisse ou varie peu ou décroisse lors  que la vitesse et avec elle     CB    ou<I>ni</I> décroît.

           La        fig.    14 représente le freinage avec ré  cupération -de deux     moteurs        A1N,Hl    et       A@N,H-    En les supposant     démarrés    en série  avec intercalation .de l'induit     -d'excitatrice     ab, la fermeture du circuit de l'inducteur uni  que 72 de     l'excitatrice    d'induit     a-b    sur la ten  sion     Vb    par le contacteur     C,,    puis la tension  va développée dans une     sous-excitatrice    par  l'inducteur     e-f    permet,

   par fermeture .de la       dérivation    p     (fig.    1.4) par le contacteur     C2,     de passer à la marche compound     semi-directe.     Les poids de cuivre sur les inducteurs de  l'excitatrice et du moteur principal sont alors  réduit au minimum. Une grande résistance,  réglable, par exemple, par fermeture des con  tacteurs     C3    et C4, est disposée dans le circuit  de l'inducteur.  



  Dans les schémas des     fig.    1, 2, 3, 4. 5 où  la tension     E$    est obtenue par l'excitation de  l'inducteur e -f par le courant     i,    il est bon de  shunter cet inducteur par une forte bobine de  self. Cette bobine     de        uelf    L est     ireprésentée    à ti  tre d'exemple, à la     fig.    14. On conçoit que, lors  des régimes transitoires, les variations .de i  se traduiront par de grandes variantes     du     courant excitant     e-f.    En régime régulier, au  contraire, les courants se partageront entre       e-f    et<I>L</I> d'après leurs résistances ohmiques.

    Cela permettra temporairement en régime  transitoire d'augmenter les ampères-tours       série-indirecte    et par suite de diminuer le  nombre de spires de l'enroulement K.  



  On peut introduire dans le circuit électri  que de l'enroulement<I>II</I> une tension     s"    four  nie par une petite dynamo excitatrice auxi  liaire, excitée d'une manière quelconque et       entraînée    à une vitesse proportionnelle à la vi  tesse des roues et se retranchant de la tension       Fb.    Ainsi, la.     tension        =b-Ec    -de la dynamo A  croîtra lorsque la vitesse du véhicule baissera.  



  Comme mode de réalisation, dans le cas  où     l'excitatrice    de l'inducteur H porte elle  même un seul inducteur, en plus des tensions  <B>11</B> et éventuellement     r,,.    on peut introduire.  dans le circuit électrique de ces inducteurs,       une    tension     v@    produite par l'induit d'une  petite     sous-excitatrice    entraînée à une vitesse       proportionnelle    à. la vitesse de rotation des      roues et excitée, par exemple, séparément.

    Par exemple, -dans la     fig.    14, l'induit produi  sant la tension v serait introduit dans le cir  cuit de l'inducteur 7 de     l'excitatrice        a-b.     



  Dans la marche en     excitation    compound       semi-directe    -de freinage, lorsque le flux du  moteur principal a.     atteint.    sa valeur maxima,  il sera bonde passer automatiquement au  freinage     rhéostatique    pour éviter un courant  I exagéré dans la partie H de l'enroulement  inducteur d'un moteur principal, enroule  ment excité par la     tension    réglable ou par la  somme de deux tensions.  



  Cela. peut être réalisé en excitant l'enrou  lement d'un relais par le courant I d'excita  tion en question. Ce relais fermera le circuit  excitant un contacteur électrique ou     électro-          pneumatique.    La fermeture du contacteur  lui-même     mettra    les résistances de freinage  en dérivation sur les dynamos principales.  



  Il est facile de s'arranger pour que la     fer-          meture    du     .circuit    de freinage coupe par un  autre contacteur excité par ce     courant    de frei  nage la connexion des dynamos principales  avec le réseau.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Equipementà moteurs à courant continu applicable à la traction électrique et destiné à obtenir la régulation économique de la vi tesse des .dynamos principales, motrice ou génératrices, par deux modes successifs d'excitation a) Pendant la période -de démarrage, la puissance motrice est obtenue par les procédés connus, en utilisant l'excitation série-directe des moteurs;
    b) La vitesse convenable des dynamos étant obtenue, pour limiter l'accroissement de cette vitesse ou la diminuer et cela, quel que soit le couplage .des dynamos entre elles, on change l'excitation série-directe des dynamos en excitation compound semi-directe par le moyen -de la fermeture d'un circuit sur une partie -des enroulements inducteurs, une somme algébrique de deux tensions étant dis posée dans ce circuit, l'une indépendante du courant -dans l'induit de la dynamo principale et réglable, l'autre croissante avec ce courant et développée dans l'induit d'une dynamo excitatrice.
    SOUS-REVENDICATIONS: 1 Equipement selon la revendication, dans lequel le changement du premier mode d'excitation dans le deuxième est obtenu de la façon suivante: l'inducteur .de cha que moteur est composé de -deux induc teurs eux-mêmes en série pendant le dé marrage; ensuite, un circuit fermé est constitué avec l'un -des inducteurs où agit une somme algébrique de deux tensions;
    ces deux tensions sont développées -dans un seul induit -de dynamo excitatrice ayant -deux inducteurs dont l'un est tra versé par le courant de la dynamo princi pale, dont la vitesse est à. régler, l'autre inducteur étant excité séparément par une tension séparée, prise à. une source quel conque extérieure à la dynamo et réglable.
    2 Equipement selon la revendication, dans lequel l'excitation compound semi-directe est obtenue au moyen d'un seul induit d'excitatrice, cette excitatrice n'ayant qu'un seul inducteur soumis à la somme algébrique de deux tensions auxiliaires, la première prise à une source quelconque réglable, la deuxième développée dans une sous-excitatrice ayant un inducteur excité par le courant de l'induit -de la -dynamo principale.
    3 Equipement selon la revendication, -dans lequel, pour hâter ou augmenter temporai rement -dans une excitatrice utilisée, la variation du flux produit par un induc teur traversé par le courant de l'induit de la dynamo principale, on shunte par bo bine -de self-inductance l'inducteur corres pondant de cette excitatrice. 4 Equipement selon la revendication, dans lequel une excitatrice est entrainée à une vitesse approximativement constante.
    5 Equipement selon la revendication, dans lequel, une excitatrice intervenant dans la production de la. tension d'excitation séparée réglable est entrainée à une vi tesse proportionnelle à celle des roues. 6 Equipement selon la revendication, dans lequel, pour augmenter les limites de vi- tesse, au moins deux dynamos excitées en compound semi-directe sont couplées en tre elles de façon variable.
    7 Equipement selon la sous-revendication 6, dans lequel le changement de couplage en parallèle en couplage série entre deux dy namos excitées en compound semi- direete s'obtient en intercalant une résis tance entre moteurs, résistance reliant la borne positive de l'un des moteurs à la borne négative -de l'autre moteur, puis en coupant ensuite les connexions au ré seau de ces bornes, et mettant enfin pro gressivement en court-circuit la résistance intercalée à.
    mesure que l'excitation des moteurs est réduite. 8 Equipement selon la sous-revendication 6, dans lequel le changement de couplage en parallèle en couplage série de deux dyna mos excitées en compound semi-dfirecte s'obtient de la manière suivante:
    On in troduit une résistance entre la borne néga tive de l'un des moteurs relié au pôle né gatif du réseau et ce pôle négatif du ré seau, on supprime la connexion du pôle positif -du même moteur avec le pôle po sitif de la ligne, on connecte le pôle posi tif du même moteur avec le pôle négatif de l'autre moteur, on coupe la connexion du pôle négatif de ce dernier moteur avec le pôle négatif du réseau, on met pro gressivement en court-circuit la résistance introduite pendant que l'excitation des moteurs est abaissée.
    9 Equipement selon la revendication, dans lequel l'excitation de plusieurs dynamos compound semi-directe couplées entre elles d'une manière permanente en série seu lement pour la marche en compound semi- d.irecte est obtenue par une seule excita- trice. 10 Equipement selon la revendication, dans lequel lorsque les connexions sont faites pour la marche compound, de façon que le courant dans l'induit -de l'excitatrice unique soit égal au courant de l'inducteur,
    la tension séparée réglable est seule con servée, c'est-à-dire que la tension d'exci tation croissante avec le courant de l'in duit produisant les ampères-tours série- indirecte est supprimée. 1.1 Equipement selon la revendication, dans lequel des moyens .sont prévus pour que la terminaison :
    du freinage soit rhéostatique, puis mécanique, le freinage mécanique étant disposé pour pouvoir d'ailleurs s'a jouter à tout instant au freinage électri que en marche génératrice ou rhéostati- que. 12 Equipement selon la revendication, dans lequel le passage au freinage rhéostatique s'obtient en intercalant une résistance en tre la borne positive du moteur à la ten sion la plus élevée et la borne négative du moteur à la tension la moins élevée,
    en supprimant ensuite la connexion de la borne à la tension la plus élevée avec le réseau et en mettant progressivement en court-circuit la résistance intercalée. 13 Equipement selon la. revendication, dans lequel on prévoit la commande par un re lais -d'un contacteur fermant sur les -dy namos principales des -dérivations conte nant des résistances de freinage rhéosta- tiques, puis, déterminant ensuite la cou pure de la .dérivation sur le réseau, ce re lais portant une bobine excitée par un courant caractérisant la réduction de la vitesse et emprunté aux circuits interve nant dans l'excitation d'une dynamo prin cipale correspondante.
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