Dispositif pour la commande des moteurs électriques de traction d'un véhicule La présente invention a pour objet un dispositif pour la commande des, moteurs électriques de trac, tion d'un véhicule excités séparément en courant continu et alimentés à partir d'une source de courant alternatif externe par l'intermédiaire de moyens re dresseurs portés par le véhicule,
comprenant des moyens de commande agencés de manière à permet tre de faire varier la tension appliquée aux induits des moteurs et des moyens de commande d'excita tion principaux agencés de manière à faire varier automatiquement le courant d'excitation des moteurs en fonction du courant d'induit total absorbé par l'ensemble des moteurs et dans le même sens que ce dernier courant.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande d'excitation auxiliaires agencés de manière à faire varier automatiquement le courant d'excitation de chaque moteur dès que l'intensité du courant d'induit de celui-ci n'est plus égale à la valeur moyenne des intensités des courants d'induit des autres moteurs, de façon à rétablir l'équilibre des courants.
Le dessin annexé représente., à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif selon l'inven tion et une variante.
Les fig. 1 et 2 montrent respectivement les sché mas de ces deux formes d'exécution.
La fig. 3 montre un schéma de la variante.
En référence à la fig. 1, un transformateur prin cipal d'alimentation 10, comprenant un enroulement primaire 10a branché entre la terre et une ligne aé rienne d'alimentation 11 et un enroulement secon- daire 10b à prises, alimente, par l'intermédiaire d'un appareil de changement de prise, trois redresseurs 12, 13, 14 à deux alternances, des contacteurs principaux 16 et l'enroulement primaire 17a d'un transformateur de courant 17.
Chaque redresseur alimente l'induit respectif Al, A2, A3 de trois moteurs de traction Ml, M2, M3, à excitation séparée. Chaque moteur de traction possède un enroule ment d'excitation IF1, IF2, IF3 des pôles de com mutation, un enroulement inducteur principal MFl, MF2, MF3 à excitation séparée et un enroulement de compensation BFl, BF2, BF3 qui ne fournit qu'une faible proportion de l'excitation du moteur.
Les trois enroulements inducteurs principaux MFl, MF2, MF3 sont alimentés en parallèle, à travers un inverseur 19, par le courant de sortie redressé d'un amplificateur magnétique 18 du type auto-excité,
l'alimentation de l'amplificateur magnétique prove nant d'un enroulement secondaire auxiliaire 10c du transformateur principal 10.
L'amplificateur magnétique 18 possède deux noyaux magnétiques et cinq enroulements de com mande 18a à 18e, dont chacun comporte deux sec tions, une section sur chaque noyau,
les sens de magnétisation dus aux différents enroulements étant indiqués par les flèches au dessin. L'enroulement de commande 18a est alimenté à partir de l'enroule ment secondaire 17b du transformateur de courant 17 par l'intermédiaire d'un redresseur 20 à deux alternances et d'un potentiomètre 21, et est ainsi excité en fonction du courant d'induit total des trois moteurs de traction.
L'enroulement de commande 18b fonctionne à la fois comme enroulement de coin- mande de freinage et comme enroulement de polari sation et il est alimenté par une enroulement secon daire auxiliaire 10d du transformateur principal 10 par- l'intermédiaire d'un redresseur 22 à deux alter nances et d'une résistance variable 23.
La résistance 23 est réglée de manière que, lors des conditions de fonctionnement à vide des moteurs, le courant continu de sortie de l'amplificateur ma gnétique 18 soit réduit à une valeur très faible (c'est à-dire que les enroulements inducteurs MFl à MF3 des moteurs ne sont que faiblement alimentés). Par suite, lorsque le courant d'induit augmente,
les ampè res-tours de l'enroulement 18a s'opposent à ceux de l'enroulement 18b et font croître ainsi le courant d'excitation des moteurs de traction. Une augmenta tion et une diminution du courant d'induit total des moteurs provoquent ainsi une augmentation et une diminution correspondante de l'excitation des mo teurs, d'une façon analogue. à celle qui se présen terait avec des moteurs de traction série.
Par ailleurs, comparativement aux moteurs de traction série, la possibilité de patinage des roues est notablement ré duite, car même si la charge est supprimée, cu par- tiellement supprimée, sur un moteur particulier, son excitation est encore déterminée par le courant de charge total des trois moteurs.
On peut obtenir un affaiblissement rapide de l'excitation des moteurs de traction aux vitesses éle vées par un réglage du potentiomètre 21.
Chaque enroulement de compensation BF1 à BF3 est automatiquement commandé de façon telle que tous les moteurs soient traversés sensiblement par le même courant d'induit, ces trois enroulements étant alimentés par trois amplificateurs magnétiques séparés 24 à 26, respectivement.
L'alimentation de ces trois amplificateurs magnétiques est également assurée par l'enroulement secondaire auxiliaire 10e du transformateur principal 10.
Chaque amplificateur magnétique 24 à 26 pos sède deux noyaux magnétiques et quatre enroule ments de contrôle<I>a, b, c, d,</I> dont chacun, est en deux sections, une section sur chaque noyau ;
les sens de magnétisation dus aux différents enroulements sont indiqués par les flèches. L'enroulement de commande d de chaque amplificateur fonctionne en enroule ment de polarisation et il est destiné à donner au courant de sortie des amplificateurs la moitié de sa valeur normale quand les moteurs ne supportent aucune charge.
Ces trois enroulements d sont alimen tés en série par un redresseur 27 à deux alternances qui est alimenté par un autre enroulement secon daire auxiliaire 10e du transformateur principal 10. D'une façon différente, les trois enroulements d pour raient être alimentés en parallèle à partir du redres seur 27 par l'intermédiaire de rhéostats individuelle ment réglables.
L'enroulement de commande a de l'amplificateur 24 est branché<B>-</B>en série avec les enroulements de commande b et c des amplificateurs 25 et 26, res pectivement, aux bornes de l'enroulement d7excita- tion IF1 des pôles de communication du moteur Ml.
D'une façon analogue, l'enroulement de commande a de l'amplificateur magnétique 25 est branché en série avec les, enroulements b dos amplificateurs magnétiques 24 et 26, aux bornes de l'enroulement d'excitation IF2 des pôles de commutation du moteur M2;
tandis que l'enroulement de commande a de l'amplificateur magnétique 26 est branché en série avec les enroulements c des amplificateurs magnéti ques 24 et 25, aux bornes de l'enroulement d'exci tation IF3 des pôles de commutation du moteur M3.
Dans tous les cas, le nombre de spires de chacun des enroulements b et c est la moitié du nombre de spires des enroulements a. Dans un but de simplifi- cation, on a supprimé les connexions entre les ampli ficateurs magnétiques et les enroulements d'excitation des pôles de commutation.
En considérant l'amplificateur magnétique 24, on voit que les enroulements de commande a à c sont excités en fonction des courants d'induit des moteurs Ml à M3, respectivement, les enroulements b et c étant en opposition par rapport à l'enroulement a. Ainsi, puisque chacun des enroulements b et c n'a que la moitié des spires de l'enroulement a, si tous les courants d'induits sont égaux, les ampères-tours de l'enroulement a seront équilibrés par la somme des ampères-tours des enroulements b et c.
Les en roulements a à c des deux autres amplificateurs magnétiques fonctionnent dans des conditions ana logues.
De ce fait, chaque amplificateur magnétique 24 à 26 fonctionne de façon à rendre l'intensité du cou rant d'induit du moteur correspondant égale à la valeur moyenne des intensités des courants d'induit des deux autres moteurs, de sorte que si l'intensité du courant d'induit d'un moteur tend à dépasser cette valeur moyenne, l'inducteur correspondant agira de façon à faire croître la force contre-électromotrice de l'induit et à rétablir ainsi l'équilibre des courants.
En général, si il y a x moteurs de traction, l'am- plificateur magnétique 24 possédera (en dehors de l'enroulement de polarisation) un enroulement de commande constitué par N spires traversées par un courant proportionnel au courant dans le moteur Ml et des enroulements de commande constitués par N/x-1 spires, pour chacun des autres moteurs,
tra versées par des courants proportionnels aux cou rants de ces autres moteurs.
De même, l'amplificateur magnétique 25 possé dera (en dehors de l'enroulement de polarisation) un enroulement de commande de N spires traversées par un courant proportionnel au courant d'induit du moteur M2 et des enroulements de commande de N/x-1 spires pour chacun des autres moteurs, et ainsi de suite.
Au lieu de brancher ces enroulements de com mande aux bornes des enroulements d'excitation des pôles de commutation des moteurs, on pourrait les brancher aux bornes d'un shunt branché en série avec chaque induit. Pour le freinage électrique des moteurs de trac tion, l'enroulement a de l'amplificateur magnétique 18 n'intervient pas, le degré de freinage étant con trôlé par la résistance variable 23, en série avec l'en roulement b de l'amplificateur 18.
Cet enroulement b est excité, dans les conditions de freinage électri que, de façon à assurer un faible courant de sortie de l'amplificateur magnétique 18 et, par suite, un minimum d'excitation des enroulements inducteurs principaux, et des contacteurs de freinage B1, B2, B3 sont alors fermés (après ouverture des contacteurs principaux 16) pour connecter les induits des moteurs aux bornes de résistances de freinage séparées 28, 29, 30, respectivement.
Les enroulements de commande c, d et e de l'am plificateur magnétique 18 sont branchés aux bornes des résistances de freinage 28 à 30, respectivement, de façon que, dans ces conditions, ils sont traversés chacun par un courant proportionnel au courant cir culant à travers la résistance de freinage correspon dante et ajoutent leurs ampères-tours à ceux de l'en roulement b.
Toute excitation due au champ résiduel d'un moteur et produisant un courant dans les cir cuits de l'induit de ce moteur entraîne l'excitation de l'enroulement de commande c, d ou e correspon dant dans le sens d'une réduction du courant de sor tie de l'amplificateur magnétique. Dans un but de clarté, on n'a pas représenté les connexions entre les enroulements c, d et e et les résistances de freinage.
On obtient une augmentation du freinage en ré duisant, et si nécessaire en inversant le courant dans l'enroulement b, ce qui augmente l'excitation des inducteurs principaux, et par suite les courants d'in duit, jusqu'au moment où les enroulements c, d et e sont suffisamment excités pour empêcher un autre accroissement de l'excitation. La réaction négative de courant d'induit des enroulements c, d et e a pour effet de rendre l'action, de freinage indépendante, dans une large mesure, de la vitesse d'induit.
La forme d'exécution décrite ci-dessus comprend un très grand amplificateur magnétique pour les trois enroulements principaux inducteurs à excitation sé parée et un petit amplificateur magnétique pour chaque enroulement de compensation. Dans la seconde forme d'exécution représentée à la fig. 2, dans laquelle les éléments semblables sont désignés par les mêmes chiffres de référence,
les enroulements de compensation sont supprimés et chaque enroule ment inducteur principal est alimenté à partir d'un amplificateur magnétique distinct 40, 41, 42, respec tivement.
Chaque amplificateur magnétique possède 6 en roulements de commande a à f, chaque enroulement possédant deux sections en opposition. Les enroule ments a des trois amplificateurs sont branchés en série aux bornes du potentiomètre 21, tandis que les enroulements b sont alimentés en série à partir du redresseur 22 par l'intermédiaire de la résistance variable 23.
Comme dans la forme d'exécution repré sentée à la fig. 1, une augmentation et une diminu- tion du courant d'induit total provoquent, de ce fait, une augmentation et une diminution correspon dantes de l'excitation des moteurs.
L'enroulement c de l'amplificateur 40 est bran ché en série avec les enroulements d et e des ampli ficateurs 41 et 42 respectivement, aux bornes de l'enroulement d'excitation IFl des pôles de commu tation du moteur Ml, tandis que l'enroulement c de l'amplificateur 42 est connecté avec les enroulements e des amplificateurs 40 et 41, aux bornes de l'en roulement d'excitation IF3 des pôles de commuta tion du moteur M3.
Dans tous les cas, le nombre de spires de chacun des enroulements d et e est la moitié du nombre de spires des enroulements c et les amplificateurs ma gnétiques fonctionnent de façon à maintenir l'équi libre des courants d'induit, les enroulements étant agencés de manière à ne pas. délivrer plus de cou rant de sortie qu'il n'est strictement nécessaire pour équilibrer les courants. d'induit. En d'autres termes, ces enroulements fonctionnent exactement de la même façon que les enroulements<I>a, b</I> et c des am plificateurs magnétiques 24-25-26 de la forme d'exé cution représentée à la fig. 1.
Le freinage électrique est obtenu de la même manière qu'avec la forme d'exécution représentée à la fig. 1, en connectant les enroulements f des ampli ficateurs aux bornes respectivement des résistances de freinage 28 à 30. On a également omis les con nexions, dans un but de simplification.
Dans la variante représentée à la fig. 3, les trois redresseurs 12, 13, 14, alimentant les induits des moteurs, sont alimentés à partir d'un enroulement secondaire lof du transformateur principal 10 par l'intermédiaire d'un amplificateur magnétique 50 ayant deux noyaux magnétiques et deux enroulements <I>a</I> et<I>b</I> dont chacun est en deux sections, une sur cha que noyau.
L'enroulement de référence a est ali menté à partir d'un enroulement auxiliaire 10g du transformateur principal, par l'intermédiaire d'un re dresseur 51 et d'une résistance variable 52, tandis- que l'enroulement de commande b est alimenté par un redresseur 53 branché en série avec le redresseur 20 aux bornes de l'enroulement secondaire l7b du transformateur 17.
La résistance 52 est réglée de façon que l'enrou lement de référence a fasse débiter par l'amplifica teur magnétique le courant de sortie nécessaire pour alimenter les induits Al, A2, A3 des moteurs, et que l'enroulement de commande b, qui -est alimenté en fonction du courant de charge total des induits des moteurs, fonctionne de façon à limiter automatique ment le courant de charge à une valeur désirée.
Les amplificateurs magnétiques 40, 41, 42 fonctionnent de la même manière que dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2. L'amplificateur magnétique 50 peut comprendre un enroulement de polarisation.
Dans toutes les, formes d'exécution décrites ci- dessus, lés amplificateurs magnétiques peuvent être soit du type à auto-excitation séparée, soit du simple type série et si on le désire, ils peuvent être alimen tés par une source à haute fréquence. Dans certains cas, ils peuvent être d'un autre type, par exemple constitués par des tubes à vide.