FR2504868A1 - Appareil de commande du moteur electrique de propulsion d'un vehicule - Google Patents
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Abstract
A.APPAREIL DE COMMANDE DU MOTEUR ELECTRIQUE DE PROPULSION D'UN VEHICULE. B.APPAREIL DE COMMANDE DE MOTEUR A COURANT CONTINU EN TECHNIQUE ETAT SOLIDE, COMPORTANT UN MICROPROCESSEUR PROGRAMME CA COMMANDANT UN ENSEMBLE DE MOTEURS A1, A2, A3, A4, F1, F2, F3, F4 POUR PASSER EN MODE D'ENTRAINEMENT, EN MODE DE FREINAGE OU EN FONCTIONNEMENT EN PENTE, EN ALIMENTANT DE FACON APPROPRIEE LES DIFFERENTS ENROULEMENTS DE CHAMP F1, F2, F3, F4 AVANT DE PASSER A UN MODE DE FREINAGE. C.L'INVENTION CONCERNE LA COMMANDE DU FONCTIONNEMENT DE MOTEURS A COURANT CONTINU, NOTAMMENT DE PROPULSION DE VEHICULES.
Description
La présente invention concerne un appareil de commande du moteur
électrique de propulsion d'un véhicule et, notamment,
un appareil de commande de la vitesse d'un moteur à courant con-
tinu destiné en particulier à la traction.
Il est connu selon l'art antérieur de commander la vitesse d'un moteur série à courant continu de propulsion d'un véhicule, à l'aide d'un hacheur comportant un dispositif de commutation à thyristor en série sur le moteur La commande de vitesse du moteur se fait en changeant la largeur des impulsions de tension appliquées au moteur, si bien que la puissance moyenne
résultante alimentant le moteur définit sa vitesse de fonction-
nement On utilise un circuit de commutation avec un condensateur de charge pour établir la tension de polarisation aux bornes du
thyristor et assurer la commutation la son état de conduction.
Le moteur de traction travaille en mode moteur ou mode d'entraî-
nement pour propulser ou accélérer le véhicule par exemple à passagers, le long d'une voie; le moteur travaille en mode
freinage pour arrêter ou décélérer le véhicule.
Il est connu selon l'art antérieur de commander le fonctionnement d'un ou plusieurs moteurs de véhicules de transit à l'aide d'un hacheur tel que décrit dans lesbrevets US 3 559 009,
3 543 121 et 3 535 503.
Comme décrit dans un article publié dans la revue Westinghouse Engineer, mars 1973, pages 34-41, la tension moyenne
appliquée à l'armature du moteur est commandée par le réglage.
du rapport du temps de coupure du hacheur par rapport au temps de branchement du hacheur; le courant moyen résultant dans l'armature du moteur df Linit le couple moteur entraînant le véhicule le long de la voie ',ln mode moteur ou mode d'alimentation, les moteurs d'un véhicule sont reliés par des commutateurs mécaniques à une source de tension de courant continu de façon que le courant traverse le hacheur lorsque le hacheur est fermé pour traverser les moteurs et revenir à la masse Lorsque le hacheur est ouvert, l'énergie stockée dans la réactance du- moteur et dans l'inductance fournissant le champ moteur, maintient un certain courant dans le circuit du moteur à travers une diode dite de roue libre En mode de freinage ou de décélération, les moteurs de l'art antérieur sont de nouveau branchés par les commutateurs mécaniques de façon que les moteurs fonctionnent comme des générateurs auto-excités assurant le freinage dynamique ou par récupération du véhicule Lorsque le hacheur est fermé, le courant du moteur augmente et lorsque le hacheur est ouvert, le courant est injecté de force dans l'alimentation à travers
la diode de roue libre par la réactance du moteur.
Il est connu selon l'art antérieur (brevet US 4 095 153) d'utiliser une commande de hacheur à microprocesseur pour le courant de freinage par récupération en établissant une limite supérieure au courant pour commander la fermeture du hacheur et une limite inférieure au courant pour commander l'ouverture
du hacheur.
De façon générale, l'invention concerne un appareil de commande pour plusieurs moteurs à courant continu reliés à une source de tension et recevant un signal de demande de puissance, pour commuter les moteurs entre un mode d'entraînement et un mode de freinage, chacun des moteurs ayant un enroulement d'armature et un enroulement de champ, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un circuit ayant une première paire de bornes et un premier circuit formé de l'enroulement d'armature et de l'enroulement de champ du premier moteur, un second circuit formé de l'enroulement d'armature et de l'enroulement de champ du second moteur entre la première paire de bornes, le circuit
ayant une seconde paire de bornes, un troisième circuit compre-
nant l'enroulement d'armature du premier moteur et l'enroulement d'armature du second moteur, ainsi qu'un quatrième circuit
comportant l'enroulement de champ du premier moteur et l'enrou-
lement d'armature du second moteur, entre la seconde paire de bornes, un premier moyen de commutation branché entre la source de tension et la première paire de bornes pour définir le mode d'entraînement et fournissant un courant ascendant dans une première direction à travers les enroulements d'armature du premier et du second moteurs, un second moyen de commutation branché entre la source de tension et la seconde paire de bornes pour définir le mode de freinage, et donnant le passage du courant dans une seconde direction à travers les enroulements d'armature
du premier et du second moteurs.
Selon un mode de réalisation préférentiel, l'appareil de commande de moteur comporte un ensemble de moteurs à courant continu, du type série, ces moteurs étant montés en pont, avec des détecteurs de courant coopérant avec les enroulements d'armature et les enroulements de champ, les enroulements de
champ des moteurs étant reliés de façon à améliorer l'équili-
brage du courant à la fois en mode moteur et en mode frein.
Un commutateur à thyristor de puissance et une diode de puis-
sance sont branchés de façon à commander le mode d'entraînement un thyristor de freinage et une diode de freinage sont branchés
de façon à commander le mode de freinage (ou mode frein).
La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'un premier appareil de commande de moteur selon l'art antérieur pour un ensemble de moteurs de propulsion d'un véhicule, travaillant en mode d'entraînement; la figure 2 est un schéma d'un appareil de commande de moteur pour un ensemble de moteurs de propulsion de véhicules travaillant en mode de freinage; la figure 3 est un schéma d'un appareil de commande de moteur selon l'art antérieur, utilisant des dispositifs de commutation en technique état solide pour déterminer le mode d'entraînement et le mode de freinage d'un moteur de propulsion unique; la figure 4 est un schéma d'un appareil de commande selon l'invention, pour déterminer le mode d'entraînement ou le mode de freinage d'un ensemble de moteurs de propulsion; la figure 4 A est un schéma d'un appareil de commande de moteur pour un ensemble de moteurs à propulsion, en mode d'entraînement et en mode de freinage; la figure 5 représente les courbes de courant de fonctionnement correspondant au mode d'entraînement et au mode de freinage de l'appareil de commande de moteur selon la figure 4; la figure 6 représente les courbes des courants de fonctionnement illustrant le mode de pente de l'appareil
de commande de moteur de la figure 4.
La figure 1 est un schéma d'un appareil de commande selon l'art antérieur, associé à un ensemble de moteurs de propulsion d'un véhicule travaillant en mode d'entraînement (ou mode moteur) Les moteurs sont des moteurs série à courant continu ayant chacun un enroulement d'armature et un enroulement de champ; les enroulements d'armature Ai, A 2 du premier et du second moteur sont branchés en série sur les enroulements de champ Fi, F 2 du premier et du second moteur; les enroulements d'armature A 3, A 4 du troisième et du quatrième moteur sont
branchés en série sur les enroulements de champ F 3, F 4 du troi-
sième et du quatrième moteur; ainsi, les quatre moteurs forment le circuit du moteur 10 avec deux groupes de moteurs en série et deux groupes de moteurs en parallèle, suivant la fermeture
descommutateursmécaniques 1, 2, 3, 4 et l'ouverture des commu-
tateurs mécaniques 5, 6 En mode d'entraînement, un hacheur C règle le courant dans le circuit moteur 10 en fermant le hacheur C pour établir un courant dans les moteurs en fermant le circuit de l'alimentation continue 12 à travers les moteurs du circuit 10 jusqu'à la masse Lorsque le hacheur C est ouvert, l'énergie emmagasinée dans la réactance moteur MR et dans l'inductance des moteurs du circuit moteur 10, maintient le passage du courant à travers la diode de roue libre FWD Pour ce cas, le fonctionnement du hacheur C est décrit de façon plus détaillée dans l'article mentionné ci-dessus, paru dans le
numéro de mars 1973 de la Revue Westinghouse Engineer.
Là tension moyenne appliquée aux moteurs est commandée par le réglage du rapport entre le temps de coupure et le temps de fermeture du hacheur C Ce réglage est assuré par l'appareil de commande 14 en fonction du signal de demande de puissance P, choisissant le mode d'entraînement et maintenant le courant moteur, moyen, voulu, et ainsi le couple moteur moyen Pour appliquer toute la tension au moteurs, le hacheur C commute à la fréquence normale approximativement égale à 218 Hz avec un intervalle d'ouverture représentant environ 6 % de la durée totale du cycle. La figure 2 est un schéma d'un appareil de commande de moteur selon l'art antérieur, destiné à commander un ensemble de moteurs de propulsion d'un véhicule, fonctionnant en mode de freinage Pour travailler en mode de freinage, on modifie le branchement des moteurs du montage représenté pour obtenir le circuit moteur 16 de la figure 2 en utilisant des commutateurs mécaniques de commutation entraînement-freinage Bi, B 2, B 3, B 4, B 5 suivant l'article mentionné ci-dessus paru dans le numéro de mars 1973 de la Revue Westinghouse Engineer Le circuit
représenté à la figure 2 est prévu pour le freinage par récupé-
ration ou régénération ou encore freinage dynamique, les moteurs fonctionnant comme des génératrices auto-excitées Les enroulements de champ sont branchés pour assurer la division de la charge
entre les générateurs en parallèle Dans le freinage par récu-
pération, le rôle du hacheur est le même qu'en mode d'entraî-
nement et le rapport état fermé/état ouvert est réglé pour maintenir un courant approprié, l'effort de freinage du véhi- cule étant d'autant plus grand que le courant traversant le moteur est important Lorsque le hacheur C est fermé, le courant dans le circuit moteur 16 augmente Lorsque le hacheur C est ouvert, le courant traversant le hacheur est retourné de force vers l'alimentation 12 à travers la diode de roue libre FWD par la réactance moteur MR L'appareil de commande 14 assurant la commande logique du fonctionnement du hacheur C en fonction du signal P choisissant le mode de freinage et contrôlant la tension 15 aux bornes du condensateur du filtre de ligne FC et de la tension de ligne 17 pour commander le rapport état fermé/
état ouvert du hacheur, pour éviter que la tension du conden-
sateur ne dépasse la tension de ligne.
La figure 3 montre un appareil de commande de moteur selon l'art antérieur, utilisant des dispositifs de commutation en technique état solide pour définir le fonctionnement en mode d'entraînement et en mode de freinage d'un moteur de propulsion unique Le commutateur à thyristor C du hacheur principal est commandé par un appareil de commande de conduction 20, en fonctio: du signal de demande de puissance P, pour se fermer et devenir conducteur puis il est commandé à l'ouverture et se bloque, suivant la tension moyenne voulue aux bornes de l'armature A du moteur, tension qui détermine la vitesse du moteur Chaque fois que le hacheur principal C est fermé, la tension aux bornes de l'armature A du moteur et celle de la réactance moteur
MR augmentent et arrivent à la tension de l'alimentation 12.
Chaque fois que la hacheur principal C est ouvert, la tension aux bornes de l'enroulement d'armature A du moteur et celle
aux bornes de la réactance moteur MR chutent à zéro L'enrou-
lement d'armature A du moteur répond à la tension moyenne du moteur Le courant moyen du moteur est proportionnel au couple du moteur comprenant l'enroulement d'armature A La diode de roue libre FWD permet au courant du moteur de continuer de passer du fait de l'inductance du circuit moteur après l'ouverture du hacheur C Un commutateur à thyristor de puissance TP est rendu conducteur si le circuit moteur comprenant l'enroulement d'armature A doit travailler en mode d'entraînement pour
la propulsion du véhicule correspondant à l'enroulement d'ar-
mature A Une diode de puissance DP et un enroulement de champ moteur F sont branchés dans le circuit de mode d'entraînement comprenant le thyristor de puissance TP, le conducteur de
retour 22, la source de tension 12 et le hacheur C Un commu-
tateur à thyristor de freinage TP est rendu conducteur lorsque le circuit moteur comprenant l'armature A doit travailler en mode de freinage Pour avoir un freinage dynamique, on branche une ou plusieurs des résistances de freinage Ri, R 2, R 3 dans le circuit de freinage comprenant la diode de freinage DB Un
circuit de commutation 24 arrête l'état de conduction du commu-
tateur à thyristor TP lorsque le circuit moteur doit travailler
en mode de freinage, un courant de freinage traversant l'enrou-
lement d'armature A du moteur.
Le commutateur à thyristor de puissance TP est rendu conducteur en réponse au signal P lorsque le circuit moteur doit travailler en mode d'alimentation Cela entraîne le passage du courant à travers la diode de puissance DP, l'enroulement de champ F du moteur, la réactance moteur MR, l'enroulement d'armature A du moteur et le commutateur à thyristor TP, pour passer du hacheur C à travers le conducteur de retour à la masse
22 relié à l'alimentation 12 L'appareil de commande de conduc-
tion 20 coopère avec le hacheur C pour moduler et déterminer le courant moyen dans le circuit comprenant l'enroulement d'armature A Lorsque le hacheur C est bloqué, l'énergie accumulée dans la réactance moteur MR et dans l'enroulement de champ F conserve un courant à travers l'enroulement d'armature A
et à la diode de roue libre 24.
Le commutateur à thyristor de freinage TB est rendu conducteur par le signal P lorsque le circuit moteur doit
travailler en mode de freinage pour assurer le freinage dyna-
mique ou par récupération du véhicule couplé à l'enroulement d'armature A du moteur Lorsque le hacheur principal C est fermé, le courant généré par l'enroulement d'armature A du moteur traverse l'une des résistances de freinage Ri, R 2, R 3 qui n'est pas court-circuitée pour déterminer le niveau voulu d'effort de freinage dynamique; le courant passe également dans la diode
de freinage DB, le hacheur C, la réactance moteur MR, l'enrou-
lement de champ F, le thyristor de freinage TB et l'enroulement d'armature A du moteur Il en résulte un courant traversant
l'enroulement de champ F en mode de freinage, ce courant con-
serve le même sens et est déterminé par la commande de conduction du hacheur principal C, comme pour le courant de l'enroulement de-champ en mode d'entraînement Lorsque le moteur fonctionne en générateur, en mode de freinage, il donne une tension de sortie de polarité opposée à celle de l'alimentation 12 Comme
le courant de champ reste dans la même direction en mode d'en-
traînement et en mode de freinage, cela conserve la même force contre électromotrice avec la même polarité pour l'enroulement d'armature A du moteur fonctionnant en générateur Le sens de passage du courant dans l'enroulement d'armature A change en
mode de freinage par comparaison au mode d'entraînement.
En mode de freinage, lorsque le hacheur C est ouvert, le courant traverse un circuit formé de l'alimentation 12, de la diode de roue libre FWD, de la réactance moteur MR, de l'enrou lement de champ 30, du thyristor de freinage TB, de l'enroulement d'armature A du moteur et celle des résistances Ri, R 2, R 3 qui n'est pas court-circuitée et à travers la diode de freinage DB
26 pour réinjecter l'énergie dans la source 12.
L'appareil de commande du moteur de propulsion du véhicule représenté à la figure 3, donne un mode de fonctionnemen en pente qui n'était pas réalisable à l'aide de l'appareil de commande de moteur représenté aux figures 1 et 2 lorsqu'il n'y a ni mode d'entraînement, ni mode de freinage pour le circuit moteur L'appareil de commande de moteur selon les figures 1 et 2 nécessite le fonctionnement en mode d'entraînement pour arriver à un niveau de courant dans l'enroulement d'armature, suffisant pour permettre au mode de freinage de s'établir, avec un effort de freinage approprié et suffisamment de flux résiduel pour entretenir le courant dans l'enroulement d'armature et le flux du champ dans le moteur Dans l'appareil de commande de moteur selon la figure 3, lorsqu'on veut faire travailler le circuit de commande du moteur du véhicule en mode de freinage
puis en mode de pente sans passer préalablement au mode d'en-
trainement, à la fois le thyristor d'entraînement TP et le thyristor de freinage TB peuvent être déclenchés et devenir conducteurs; le hacheur C sert à régler le courant à un niveau
approprié dans l'enroulement de champ F et dans les deux thyris-
tors TB et TP comme décrit précédemment; pour avoir le mode de freinage, le circuit de commutation 24 arrête l'état de conduction du thyristor d'entraînement TP et le mode de freinage commence comme précédemment décrit Ainsi, après le mode de pente, il n'est pas nécessaire de passer en mode d'entraînement avant que le moteur ne puisse passer en mode de
freinage du véhicule.
La figure 4 est un schéma d'un appareil de commande de moteur selon un mode de réalisation de l'invention Dans ce schéma, quatre enroulements de moteur Ai, A 2, A 3, A 4 sont
branchés suivant un montage en pont équilibré avec les enrou-
lements de champ Fi, F 2, F 3, F 4 correspondants En mode d'en-
traînement, le thyristor d'entraînement TP et la diode d'entrai-
nement DP sont rendus conducteurs pour la première paire de bornes Tl, T 2, pour brancher les enroulements d'armature Ai, A 2 en parallèle sur les enroulements d'armature A 3, A 4, avec une première branche montée en série et comprenant les enroulements de champ Fl, F 2 et les enroulements d'armature Ai, A 2 ainsi qu'une seconde branche montée en série comprenant les enroulements de champ F 3, F 4 et les enroulements d'armature A 3, A 4 En mode de freinage, le thyristor de freinage TB et la diode de freinage DB sont rendus conducteurs pour une seconde paire de bornes T 3, T 4, pour brancher en parallèle les enroulements d'armature Ai, A 2 et les enroulements d'armature A 3, A 4 avec une troisième branche en série comprenant les enroulements de champ F 3, F 4 et les enroulements d'armature Ai, A 2 ainsi qu'une quatrième branche en
série comprenant les enroulements de champ Fi, F 2 et les enrou-
lements d'armature A 3, A 4 Ainsi, à la fois en mode d'entraînement et en mode de freinage, on a l'équilibrage des courants moteur et en mode de freinage, on a le couplage croisé des courants
moteur pour éviter la surcharge de l'un des moteurs.
Un transducteur détecteur de courant à effet Hall
TD 1 est prévu dans la branche de circuit comprenant les enrou-
lements de champ Fi, F 2 pour détecter le courant Il dans le moteur Un transducteur détecteur de courant à effet Hall TD 2 est prévu dans la branche du circuit comprenant les enroulements
de champ F 3, F 4 pour détecter le courant I 2 dans le moteur.
Le transistor d'entraînement TP est branché de façon à commuter les courants à la fois dans les enroulements de champ et dans les enroulements d'armature de la première branche en série et dans la seconde branche en série Le thyristor de freinage TB est connecté pour commuter les courants à la fois
dans les enroulements de champ et dans les enroulements d'arma-
ture de la troisième branche en série et dans la quatrième
branche en série.
Le transducteur détecteur de courant TD 2 détecte le courant dans les enroulements de champ F 3, F 4 lorsque le thyristo
d'entraînement TP et le thyristor de freinage TB sont simul-
tanément rendus conducteurs après un fonctionnement en pente, pour alimenter les enroulements de champ F 3, F 4 et préparer le mode de freinage lorsque le thyristor d'entraînement TP est
commuté pour commencer à passer en mode de freinage.
Le schéma de la figure 4 donne sélectivement un branchement pour le mode d'entraînement, le thyristor TP et la diode DP étant conducteurs pour former une première branche de circuit passant par les enroulements d'armature Ai, A 2 en série avec les enroulements de champ Fl, F 2 et une seconde branche de circuit comprenant les enroulements d'armature A 3, A 4
en série avec les enroulements de champ F 3, F 4 des moteurs.
Il est possible d'avoir au choix un branchement en mode de freinage, le thyristor TB et la diode DB étant conducteurs pour
définir une troisième branche de circuit comprenant les enrou-
lements d'armature Ai, A 2 en série avec les enroulements de champ F 3, F 4 et une quatrième branche comprenant les enroulements
d'armature A 3, A 4 en série avec les enroulements de champ Fl, F 2.
En outre, on peut avoir un branchement en mode transitoire, les deux thyristors TP et TB étant conducteurs pour alimenter les enroulements de champ F 3, F 4 en série et préparer le passage du mode de fonctionnement en pente en mode de freinage ainsi que pour préparer le retour du fonctionnement en mode de freinage au fonctionnement en mode d'entraînement Le thyristor TP est commuté à l'état ouvert pour passer en fonctionnement
en mode de freinage après avoir travaillé en mode transitoire.
Il est prévu un disjoncteur CB pour protéger le circuit contre un mauvais branchement si le hacheur C ne commutait pas pour une raison quelconque en mode d'entraînement le disjoncteur CB est mis en oeuvre par le courant de ligne IL
lorsque celui-ci dépasse un seuil de sécurité prédéterminé.
L'appareil de commande CA peut travailler en réponse à un signal de demande de puissance; il peut également répondre au courant de ligne IL, à la tension de ligne LV, aix courants Il, I 2 dans le moteur, courants fournis par les transducteurs
TD 1, TD 2, et la demande de courant pondéré de charge IRW.
L'appareil de commande CA donne un signal de demande de courant
de sortie I+ pour le hacheur C En outre, il fournit une impul-
sion de commande d'état passant au thyristor d'entraînement TP
et une impulsion de commande d'état ouvert au circuit de commu-
tation TPC du thyristor d'entraînement Il est prévu une impul-
sion de commande d'état passant pour le thyristor de freinage TB.
Selon le mode de réalisation représenté à la figure 4 A, en mode d'entraînement, un transducteur de détection de courant TD 3 est connecté à la fois dans la première branche de circuit pour détecter le courant dans les enroulements d'armature Ai, A 2 du moteur et dans la seconde branche de circuit pour détecter les courants dans les enroulements d'armature A 3, A 4 du moteur; un transducteur de détection de courant TD 4 est prévu dans la seconde branche de circuit pour détecter le courant dans les
enroulements d'armature A 3, A 4 En mode de freinage, le trans-
ducteur de courant TD 3 est connecté à la fois à la troisième branche de circuit pour détecter le courant dans les enroulements d'armature Ai, A 2 du moteur et dans la quatrième branche du circuit pour détecter le courant dans les enroulements d'armature A 3, A 4 du moteur; le transducteur de courant TD 4 est connecté dans la troisième branche de circuit pour détecter le courant dans les enroulements d'armature Al, A 2 du moteur Après le mode de fonctionnement en pente, le transducteur de courant TD 4 est connecté pour détecter le courant dans les enroulements de champ F 3, F 4 lorsqu'à la fois le thyristor d'entraînement TP et le thyristor de freinage TB sont conducteurs pour préparer
le passage au mode de freinage.
Le transducteur de courant TD 3 détecte deux courants et fournit un signal de lecture correspondant à un courant de sortie double par comparaison avec le signal fourni par le transducteur de courant TD 4 de sorte que le signal de sortie du transducteur de courant TD 3 peut être diminué de moitié pour
coopérer avec le signal de sortie du transducteur de courant TD 4.
Les deux signaux de courant des transducteurs de courant TD 3
sont ajoutés en mode d'entraînement et en mode de freinage.
Un exemple de transducteur détecteur de courant à effet Hall utilisable comme transducteur TD 3 et TD 4 est le
transducteur F W Bell, modèle 5020.
Le signal de sortie de courant, détecté et fourni par le transducteur TD 3 doit être double du signal de sortie
de courant détecté fourni par le transistor TD 4 en mode d'entraî-
nement et en mode de freinage Les transducteurs de courant TD 3, TD 4 travaillent de façon bi-directionnelle et détectent le courant inverse dans l'enroulement d'armature lors du passage
du mode d'entraînement au mode de freinage.
Le transducteur de courant TD 4 contrôle le courant des enroulements de champ F 3, F 4 du moteur lorsqu'à la fois le thyristor d'entraînement TP et le thyristor de freinage TB sont rendus simultanément conducteurs après le fonctionnement en mode de pente Le transducteur de courant TD 3 contrôle les courants dans les enroulements d'armature à la fois en mode d'entraînement et en mode de freinage De plus, le transducteur de courant TD 3 contrôle le changement de sens du courant dans les enroulements d'armature, lors des alternances entre le fonctionnement en
mode d'entraînement et le fonctionnement en mode de freinage.
Le transducteur de courant TD 3 contrôle les défaillance
de la diode d'entraînement DP qui pourraient entraîner un court-
circuit sur les enroulements d'armature A 3, A 4 en mode de freinag E Cela bloquerait le thyristor de freinage et ouvrirait ce circuit d'incident; étant donné le temps éventuellement nécessaire, on peut prévoir un fusible FS pour être détruit par un courant d'incident relativement important dans ce circuit de la diode de puissance DP, pour avoir une protection supplémentaire contre
ce courant d'incident.
Aux figures 5 et 6, on a représenté les états de fonctionnement sur différentes courbes de tension, pour montrer le fonctionnement d'un appareil de commande de moteur selon
l'invention.
A la figure 5, on a représenté les courbes de courant lorsque l'appareil de la figure 4 fonctionne en mode d'entrainemen et en mode de freinage Si le signal de demande de puissance P fourni à l'appareil de commande de conduction CA a une valeur
supérieure à un niveau prédéterminé fixé par exemple à 60 milli-
ampères, le fonctionnement d'entraînement commence à s'établir et le thyristor d'entraînement TP se déclenche pour devenir conducteur à l'instant 30 Le courant de l'enroulement d'armature des moteurs est représenté par la courbe 32; lorsque le thyristor d'entraînement TP devient conducteur, le courant de l'enroulement d'armature s'établit normalement en étant déterminé par un limiteur de sauts, jusqu'au niveau réglé, déterminé et correspondant à la valeur du signal P Le courant
correspondant de l'enroulement de champ du moteur est repré-
senté par la courbe 34 A l'instant 36 et lorsque le signal P a une valeur inférieure à un niveau prédéterminé, par exemple milli-ampères, le mode de freinage commence; le signal P fait chuter le courant du moteur avec mise en oeuvre d'un limiteur de sauts; lorsqu'un niveau raisonnable pour le courant de l'enroulement de champ est atteint, par exemple après un intervalle d'une seconde, à l'instant 38, le thyristor
de freinage TB est déclenché pour devenir conducteur.
Le courant de l'enroulement d'armature s'annule comme représenté par lacourbe 32 lorsque le thyristor de freinage TB devient conducteur; le courant de l'enroulement de champ est réglé à une valeur appropriée par le thyristor du hacheur principal C comme indiqué par la courbe 34, pendant une période
de temps prédéterminée, par exemple une période de 25 milli-
secondes, entre les instants 38 et 40 Lorsque le courant de
l'enroulement de champ est stabilisé, il faut passer en fonction-
nement au mode de freinage, à l'instant 40, le thyristor d'en-
tra Inement TP est commuté à l'état non conducteur par le circuit de commutation TPC et le courant de l'enroulement d'armature
s'inverse comme le montre la courbe 32 Le courant de l'enrou-
lement de champ représenté par la courbe 34 et le courant de l'enroulement d'armature représenté par la courbe 32 peuvent maintenant être augmentés après une période prédéterminée par exemple égale à 25 milli-secondes, pour établir le courant de l'enroulement d'armature à l'aide du thyristor formant le hacheur principal C et suivant le limiteur de sauts, pour établir l'effort de freinage approprié La durée qui s'écoule entre l'instant 38 et l'instant 40 ainsi que celle comprise entre l'instant 40 et l'instant 42 peut se définir de façon empirique pour le circuit moteur particulier d'un véhicule donné, la valeur de 25 milli-secondes indiquée ci-dessus ne constituant qu'un exemple A l'instant 44, lorsque l'effort de freinage
n'est plus nécessaire, si le thyristor formant le hacheur prin-
cipal C s'arrête de conduire, les courants de l'enroulement d'armature et de l'enroulement de champ chutent à la valeur nulle comme le montrent les courbes 32 et 34 Le cas échéant, on peut revenir à un fonctionnement en mode d'entraînement comme cela
a été décrit précédemment.
La figure 6 montre les courbes correspondant au
fonctionnement en mode de pente de l'appareil de la figure 4.
on suppose que le véhicule se déplace sur une voie à l'instant après avoir fonctionné en mode d'entraînement; le thyristor du hacheur principal C est bloqué; le courant de l'enroulement
d'armature correspond à la courbe 52 et le courant de l'enrou-
lement de champ correspond à la courbe 54; ces deux courants sont tous deux nuls Pour passer en mode de freinage à l'instant 56, on déclenche à la fois le thyristor d'entraînement TP et le thyristor de freinage TB pour les rendre conducteurs; un courant d'enroulement de champ s'établit à une valeur réglée par le thyristor principal C Lorsque le courant de l'enroulement de champ est stabilisé à l'instant 58, le transistor d'entra Inemez TP commute et le courant de l'enroulement d'armature représenté par la courbe 52 passe à une valeur inverse, réglée correspondant au courant de l'enroulement de champ représenté par la courbe 54 ces valeurs sont déterminées par le thyristor du hacheur principal C qui règle les valeurs des courants pour le fonctionnement en mode de freinage Lorsque le mode de freinage n'est plus demandé par le signal P, le thyristor formant le hacheur principal C se bloque et le courant de l'enroulement d'armature passe à la valeur nulle; il en est de même du courant dans l'enroulement
de champ.
La façon de fournir des signaux de commande de déclenchement et de commutation à partir de l'appareil de commande de conduction CA pour passer en mode d'entraînement, en mode de freinage et en mode de pente, telsque représentgsaux figures 5 et sont des informations techniques connues des spécialistes ne
nécessitant aucune description détaillée.
Claims (7)
1) Appareil de commande pour un ensemble de moteurs à courant continu alimenté par une source de tension (PS) et un signal de demande de puissance (P) pour commuter les moteurs entre le fonctionnement en mode d'entraînement et le fonction-
nement en mode de freinage, chacun des moteurs ayant un enrou-
lement d'armature et un enroulement de champ, appareil carac-
térisé en ce qu'il comporte une première paire de bornes (Tl, T 2) et un premier circuit formé de l'enroulement d'armature (Ai) et de l'enroulement de champ (Fi) du premier moteur, un second
circuit formé de l'enroulement d'armature (A 2) et de l'enrou-
lement de champ (F 2) d'un second moteur branché entre la première paire de bornes (Tl, T 2), ainsi qu'une seconde paire
de bornes (T 3, T 4) et un troisième circuit formé de l'enrou-
lement d'armature (Al) du premier moteur et de l'enroulement de champ (F 2) du second moteur, ainsi qu'un quatrième circuit formé de l'enroulement de champ (Fi) du premier moteur et de l'enroulement d'armature (A 2) du second moteur, susceptible d'être branché entre la seconde paire de bornes (T 3, T 4), un premier moyen de commutation (TB) branché entre la source de tension (PSI et la première paire de bornes (Tl, T 2) pour définir le-mode d'entraînement, ainsi qu'un passage de courant dans le premier sens à travers les enroulements d'armature (Al, A 2) du premier et du second moteurs, ainsi qu'un second moyen de commutation (TB) branché entre la source de tension (PS) et la seconde paire de bornes (T 3, T 4) pour définir le mode de freinage et assurer le passage du courant dans un second sens dans l'enroulement d'armature (Al, A 2) du premier
et du second moteurs.
2) Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé-en ce qu'il comporte un moyen de commande (CA) répondant au signal de demande de puissance (P) et couplé au premier moyen de commutation (TP) pour le rendre conducteur et définir lefonctionnement en mode d'entraînement et à commander le second moyen de commutation pour le fonctionnement
en mode de freinage.
3) Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit comporte un premier montage en pont entre la première paire de bornes (Tl, T 2) formé du premier et du second circuit branchés en parallèle et un second montage en pont entre la seconde paire de bornes (T 3, T 4) et comprenant le troisième et le quatrième circuit branchés en parallèle. 4) Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de commutation (TP) comporte une diode d'entraînement (DP) qui laisse passer le courant à travers l'enroulement d'armature (Ai, A 2) du premier et du second moteur dans un premier sens, et le second moyen de commutation (TB) comporte une diode de freinage (DB) laissant passer le courant à travers les enroulements d'armature (Ai, A 2)
du premier et du second moteur dans une seconde direction.
) Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande (CA) est branché de façon à rendre sélectivement conducteur le premier et le second
moyen de commutation pour alimenter au moins l'un des enrou-
lements de champ de moteur pour préparer le passage au mode de freinage. 6) Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un troisième circuit formé
de l'enroulement d'armature (AI) du premier moteur et de l'enrou-
lement de champ (A 2) du second moteur, ainsi qu'un quatrième circuit formé de l'enroulement de champ (Fi) du premier moteur et de l'enroulement d'armature (A 2) du second moteur branché entre la troisième et la quatrième borne (T 3, T 4), un premier moyen de détection de courant (TD 1) relié au premier circuit pour donner un premier signal de sortie (Il) correspondant
au courant d'entraînement du premier et du second circuit-
et au courant de freinage du troisième et quatrième circuit, ainsi qu'un second moyen de détection de courant (TD 2) relié au second circuit pour donner un second signal de sortie ( 12) en fonction du courant d'entraînement du second circuit et du
courant de freinage du troisième circuit.
7) Appareil de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de commande répondant au signal de demande de puissance (B) et au premier et second signal de sortie (Il, I 2) en étant couplé de façon à rendre conducteur le second moyen de commutation (TB) pour choisir le fonctionnement en mode d'entraînement et au premier moyen de commutation (TP) pour le rendre conducteur et choisir le
fonctionnement en mode de freinage.
8) Appareil de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier moyen de détection de courant (TD 1) est branché entre la première et la troisième borne
(Tl, T 3) et entre la seconde et la quatrième borne (T 2, T 4).
9) Appareil de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier moyen de détection de courant (TD 1) détecte le courant passant entre la première et la troisième borne (Tl, T 3) et entre la seconde et la quatrième borne
(T 2, T 4).
10) Appareil de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier moyen de détection de courant (TD 1) détecte le sens de passage du courant dans les enroulements d'armature (Ai, A 2) du premier et du second moteur 11) Appareil de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second moyen de détection de courant (TD 2) détecte le courant dans les enroulements de champ (Fl, F 2) du premier et du second moteur 12) Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des deux moyens de commutation (TP, TB) alimentent les enroulements de champ (Fl, F 2) du premier et
du second moteur dans le même sens.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/258,852 US4393338A (en) | 1981-04-29 | 1981-04-29 | Vehicle propulsion motor control apparatus |
| US06/258,509 US4355267A (en) | 1981-04-29 | 1981-04-29 | Propulsion motor control apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2504868A1 true FR2504868A1 (fr) | 1982-11-05 |
Family
ID=26946678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8207442A Pending FR2504868A1 (fr) | 1981-04-29 | 1982-04-29 | Appareil de commande du moteur electrique de propulsion d'un vehicule |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3215985A1 (fr) |
| FR (1) | FR2504868A1 (fr) |
| GB (1) | GB2097609B (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2003352A1 (fr) * | 1968-03-06 | 1969-11-07 | Westinghouse Electric Corp | |
| DE2438769A1 (de) * | 1974-08-13 | 1976-02-26 | Kiepe Bahn Elektrik Gmbh | Schaltungsanordnung fuer elektrische gleichstromtriebfahrzeuge mit einem oder mehreren fahrmotoren |
| FR2371812A1 (fr) * | 1976-07-29 | 1978-06-16 | Westinghouse Electric Corp | Appareil de commande pour un moteur electrique |
-
1982
- 1982-04-29 GB GB8212481A patent/GB2097609B/en not_active Expired
- 1982-04-29 DE DE19823215985 patent/DE3215985A1/de not_active Withdrawn
- 1982-04-29 FR FR8207442A patent/FR2504868A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2003352A1 (fr) * | 1968-03-06 | 1969-11-07 | Westinghouse Electric Corp | |
| DE2438769A1 (de) * | 1974-08-13 | 1976-02-26 | Kiepe Bahn Elektrik Gmbh | Schaltungsanordnung fuer elektrische gleichstromtriebfahrzeuge mit einem oder mehreren fahrmotoren |
| FR2371812A1 (fr) * | 1976-07-29 | 1978-06-16 | Westinghouse Electric Corp | Appareil de commande pour un moteur electrique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2097609A (en) | 1982-11-03 |
| GB2097609B (en) | 1985-07-03 |
| DE3215985A1 (de) | 1982-11-18 |
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