FR2801403A1 - Electric railway engine simulator comprises electric motors with flywheels, and controls for simulation of driving during training - Google Patents
Electric railway engine simulator comprises electric motors with flywheels, and controls for simulation of driving during training Download PDFInfo
- Publication number
- FR2801403A1 FR2801403A1 FR9914569A FR9914569A FR2801403A1 FR 2801403 A1 FR2801403 A1 FR 2801403A1 FR 9914569 A FR9914569 A FR 9914569A FR 9914569 A FR9914569 A FR 9914569A FR 2801403 A1 FR2801403 A1 FR 2801403A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- motor
- simulator according
- roller
- simulation
- motors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims description 35
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 6
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B25/02—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of industrial processes; of machinery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne un simulateur comportemental permettant de simuler la traction ferroviaire électrique. The present invention relates to a behavioral simulator for simulating electric rail traction.
Les simulateurs comportementaux sont utilisés pour permettre aux étudiants notamment d'étudier le comportement des machines électriques dans des situations concrètes. Behavioral simulators are used to enable students to study the behavior of electrical machines in specific situations.
Ils comprennent généralement des moteurs aux caractéristiques diverses, accouplés à des charges aux caractéristiques variées. They generally comprise engines with various characteristics, coupled to loads with various characteristics.
Ces simulateurs connus permettent d'approcher de manière assez satisfaisante le comportement des installations industrielles courantes. These known simulators make it possible to approach in a rather satisfactory manner the behavior of current industrial installations.
Toutefois, ils ne permettent pas de simuler de manière satisfaisante le comportement d'une motrice électrique, en raison des spécificités de la traction ferroviaire. However, they do not make it possible to satisfactorily simulate the behavior of an electric motor, because of the specificities of railway traction.
Une motrice classique est généralement équipée de deux moteurs, entraînant respectivement deux bogies indépendants. A conventional drive is usually equipped with two motors, respectively driving two independent bogies.
De plus, la charge appliquée aux moteurs est susceptible de varier dans une forte proportion. In addition, the load applied to the motors is likely to vary in a large proportion.
En effet, le profil de la voie, tantôt montante, tantôt descendante, change fréquemment. In fact, the profile of the track, sometimes rising, sometimes descending, changes frequently.
Le nombre de wagons du convoi est également susceptible de varier. The number of cars in the convoy is also likely to vary.
Par ailleurs, l'adhérence d'une roue en acier sur un rail est très variable, selon que le rail est sec ou humide, voire verglacé ou recouvert de feuilles mortes. Furthermore, the adhesion of a steel wheel on a rail is very variable, depending on whether the rail is dry or wet, or icy or covered with dead leaves.
Enfin, plusieurs types de motorisation sont utilisés selon les motrices. Finally, several types of motorization are used according to the motor.
Il existe par conséquent un besoin pour disposer d'un simulateur comportemental permettant de simuler d'une manière réaliste la traction ferroviaire électrique. There is therefore a need to have a behavioral simulator for realistically simulating electric rail traction.
L'invention a ainsi pour objet un nouveau simulateur comportemental, caractérisé par le fait qu'il comporte - au moins un moteur électrique, - une charge inertielle permettant de simuler l'inertie du convoi, accouplée par des moyens de liaison audit moteur, lesdits moyens de liaison étant agencés pour simuler le contact des roues d'une motrice sur un rail, et - des moyens de commande pour commander le moteur électrique. Ainsi, dans l'invention, l'inertie d'un convoi se déplaçant en translation est simulée par l'inertie d'une masse inertielle entraînée en rotation. The subject of the invention is thus a new behavioral simulator, characterized in that it comprises - at least one electric motor, - an inertial load making it possible to simulate the inertia of the convoy, coupled by means of connection to said engine, said connecting means being arranged to simulate the contact of the wheels of a motor on a rail, and - control means for controlling the electric motor. Thus, in the invention, the inertia of a convoy moving in translation is simulated by the inertia of an inertial mass driven in rotation.
L'invention permet de simuler plus facilement le comportement d'une motrice qu'un modèle réduit. The invention makes it easier to simulate the behavior of a motor than a reduced model.
De plus, l'invention permet de simuler le patinage au démarrage et l'enrayage, c'est-à-dire le blocage en rotation des roues en mouvement sur le rail, en cas de freinage. Dans une réalisation préférée, le simulateur comporte des moyens de simulation de charge permettant d'exercer une action de freinage ou une action motrice sur la masse inertielle et/ou le moteur, pour simuler une pente montante ou descendante, et les moyens de commande sont agencés pour commander également les moyens de simulation de charge. In addition, the invention makes it possible to simulate the slip during starting and clutching, that is to say the locking in rotation of the wheels moving on the rail, in case of braking. In a preferred embodiment, the simulator comprises load simulation means making it possible to exert a braking action or a driving action on the inertial mass and / or the motor, to simulate an upward or downward slope, and the control means are arranged to also control the charge simulation means.
Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, le simulateur comporte en outre des moyens de simulation de freinage aérodynamique permettant d'exercer une action de freinage sur la masse inertielle et/ou le moteur, de préférence sur la masse inertielle, l'action de freinage augmentant avec la vitesse afin de simuler la résistance opposée par l'air à l'avancement du convoi. In a particular implementation of the invention, the simulator further comprises aerodynamic braking simulation means for exerting a braking action on the inertial mass and / or the motor, preferably on the inertial mass, the braking action increasing with speed in order to simulate the resistance opposed by the air to the advancement of the convoy.
Toujours dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, les moyens de simulation de freinage aérodynamique comportent un ventilateur. Still in a particular embodiment of the invention, the aerodynamic braking simulation means comprise a fan.
De préférence, le simulateur comporte deux moteurs correspondant respectivement aux bogies avant et arrière de la motrice dont on cherche à simuler le comportement, accouplés chacun par des moyens de liaison à la masse inertielle. Preferably, the simulator comprises two motors respectively corresponding to the front and rear bogies of the motor whose behavior is sought to simulate, each coupled by means of connection to the inertial mass.
De préférence encore, le ou chaque moyen de liaison comporte un galet de simulation de rail entraîné en rotation avec la masse inertielle et un galet moteur entraîné en rotation par le moteur associé, ce galet moteur étant apte à entraîner par friction le galet de simulation de rail à son contact. More preferably, the or each connecting means comprises a rail simulation roller rotated with the inertial mass and a motor roller driven in rotation by the associated motor, said motor roller being able to frictionally drive the simulation roller of rail to his touch.
On peut, grâce à l'invention, simuler de manière satisfaisante les réalités physiques telles que le contact des roues sur les rails, la pente de la voie, la résistance aérodynamique et l'inertie du convoi. It is possible, thanks to the invention, to satisfactorily simulate the physical realities such as the contact of the wheels on the rails, the slope of the track, the aerodynamic resistance and the inertia of the convoy.
Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, le simulateur comporte deux galets moteur entraînés en rotation respectivement par les deux moteurs susdits, et deux galets de simulation de rail respectivement en contact de ces deux galets moteur, ces deux galets de simulation de rail étant solidaires d'un même arbre de liaison. Avantageusement, la masse inertielle est assujettie à cet arbre de liaison. Avantageusement, le galet de simulation de rail présente une surface de roulement légèrement conique, convergeant vers l'extérieur et le galet moteur associé présente une surface de roulement ayant un profil légèrement bombé, convexe vers l'extérieur. In a particular embodiment of the invention, the simulator comprises two motor rollers rotated respectively by the two aforementioned motors, and two rail simulation rollers respectively in contact with these two motor rollers, these two rail simulation rollers. being integral with one and the same link shaft. Advantageously, the inertial mass is subject to this connecting shaft. Advantageously, the rail simulation roller has a slightly conical rolling surface converging towards the outside and the associated motor roller has a rolling surface having a slightly convex profile, convex towards the outside.
On simule de cette façon le fait que dans la réalité la surface supérieure des rails est bombée et les roues coniques. In this way, it is simulated that in reality the upper surface of the rails is curved and the wheels conical.
De plus, on assure le centrage de l'arbre de liaison par rapport aux galets moteur. In addition, it ensures the centering of the connecting shaft relative to the motor rollers.
Dans une mise en oeuvre particulière de l'invention, la masse inertielle comprend deux volants d'inertie, respectivement situés au voisinage des deux galets de simulation de rail. In a particular implementation of the invention, the inertial mass comprises two flywheels respectively located in the vicinity of the two rail simulation rollers.
De préférence, le ou chaque galet de simulation de rail repose sur le galet moteur associé et sur un galet libre. Preferably, the or each rail simulation roller rests on the associated motor roller and on a free roller.
De préférence également, chaque galet libre présente une surface de roulement ayant un profil légèrement bombé, convexe vers l'extérieur. Also preferably, each free roller has a rolling surface having a slightly convex profile, convex outwardly.
De manière à simuler le fait que, dans la réalité, les roues du bogie avant peuvent être d'un diamètre plus petit que les roues du bogie arrière, suite par exemple à un enrayage des roues avant ou arrière ayant endommagé ces roues et nécessité leur ré- usinage, l'un des galets moteur présente un diamètre plus petit que l'autre. In order to simulate the fact that, in reality, the wheels of the front bogie may be of a smaller diameter than the rear bogie wheels, following for example a jamming of the front or rear wheels having damaged these wheels and need their one of the motor rollers has a smaller diameter than the other.
Dans ce cas, les galets moteur sont disposés comme les coins diamétralement opposés d'un rectangle et le diamètre de chaque galet libre correspond au diamètre du galet moteur tournant autour du même axe géométrique de rotation. In this case, the motor rollers are arranged as the diametrically opposite corners of a rectangle and the diameter of each free roller corresponds to the diameter of the motor roller rotating about the same geometric axis of rotation.
Avantageusement, les moyens de simulation de charge comportent une machine réversible pouvant fonctionner en génératrice pour simuler une voie montante ou en moteur pour simuler une voie descendante. Advantageously, the load simulation means comprise a reversible machine that can operate as a generator to simulate a rising channel or motor to simulate a downlink.
Cette machine réversible est avantageusement accouplée à l'arbre de liaison reliant les galets de simulation de rail de manière à exercer une force en un emplacement décentré de celui-ci, afin de simuler un phénomène de cabrage de la motrice. This reversible machine is advantageously coupled to the connecting shaft connecting the rail simulation rollers so as to exert a force in an off-center thereof, in order to simulate a driving up phenomenon of the power unit.
Dans une réalisation particulière, la machine réversible est accouplée à l'arbre de liaison par une courroie. In a particular embodiment, the reversible machine is coupled to the connecting shaft by a belt.
Elle est également articulée par un bord sur le châssis et des moyens sont prévus pour exercer une force prédéterminée sur le bord opposé afin de tendre la courroie. It is also hinged by an edge on the frame and means are provided to exert a predetermined force on the opposite edge to tension the belt.
On peut ainsi simuler un phénomène de cabrage plus ou moins important. Avantageusement, les moyens de commande comportent des moyens d'affichage et de sélection agencés pour permettre à l'utilisateur de choisir une configuration de marche parmi plusieurs, une configuration de motorisation parmi plusieurs, et un type de fonctionnement parmi plusieurs. It is thus possible to simulate a more or less significant pitching phenomenon. Advantageously, the control means comprise display and selection means arranged to allow the user to choose one of several walking configurations, one of several engine configurations, and one of several types of operation.
La configuration de marche peut ainsi être choisie parmi les configurations suivantes : traction, freinage électrique, freinage rhéostatique avec excitation série, freinage rhéostatique avec excitation séparée. The gait configuration can thus be chosen from the following configurations: traction, electric braking, rheostatic braking with series excitation, rheostatic braking with separate excitation.
La configuration de motorisation peut être choisie parmi les configurations suivantes : sources en série couplées à des moteurs en série, sources en série couplées à des moteurs en parallèle, sources en parallèle couplées à des moteurs en parallèle, sources indépendantes couplées à des moteurs indépendants. The drive configuration can be selected from the following configurations: serial sources coupled to series motors, serial sources coupled to parallel motors, parallel sources coupled to parallel motors, independent sources coupled to independent motors.
Le type de fonctionnement du simulateur peut être choisi parmi les types de fonctionnement suivants : marche manuelle, asservissement de vitesse, asservissement de vitesse avec anti-patinage. The type of operation of the simulator can be selected from the following types of operation: manual operation, speed control, speed control with anti-slip.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, et à l'examen du dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue de face, partielle et schématique, d'un simulateur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de côté selon la flèche II de la figure 1, et - la figure 3 est une vue partielle du côté opposé, selon la flèche 111 de la figure 1. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge on reading the detailed description which follows, of an example of non-limiting implementation, and on examining the appended drawing in which - FIG. 1 is a view partially schematic, of a simulator according to the invention, - Figure 2 is a side view along the arrow II of Figure 1, and - Figure 3 is a partial view of the opposite side, according to the arrow 111 of Figure 1.
Le simulateur comportemental 1 représenté sur les figures 1 et 2 comporte un châssis 2 présentant trois niveaux horizontaux, à savoir un niveau supérieur 3, un niveau intermédiaire 4 et un niveau inférieur 5. The behavioral simulator 1 shown in FIGS. 1 and 2 comprises a chassis 2 having three horizontal levels, namely a higher level 3, an intermediate level 4 and a lower level 5.
Deux moteurs électriques 6a, 6b sont fixés sur un socle amovible 7 porté par le niveau supérieur 3. Two electric motors 6a, 6b are fixed on a removable base 7 carried by the upper level 3.
Sur le niveau intermédiaire 4 sont fixées deux paires de paliers 8 respectivement associées aux moteurs 6a et 6b. Chaque paire de paliers 8 se situe sensiblement à l'aplomb du moteur 6a ou 6b correspondant et supporte un arbre horizontal 9. On the intermediate level 4 are fixed two pairs of bearings 8 respectively associated with the motors 6a and 6b. Each pair of bearings 8 is located substantially vertically above the corresponding motor 6a or 6b and supports a horizontal shaft 9.
Cet arbre 9 est entraîné en rotation par le moteur 6a ou 6b associé au moyen d'une courroie crantée 10. This shaft 9 is rotated by the associated motor 6a or 6b by means of a toothed belt 10.
Des capteurs 11a et 11b sont fixés sur les montants verticaux 12 du châssis 2 afin de mesurer respectivement les vitesses de rotation des deux arbres 9. Sensors 11a and 11b are fixed on the vertical uprights 12 of the frame 2 in order respectively to measure the speeds of rotation of the two shafts 9.
Des galets moteur en acier 15a et 15b, respectivement associés aux moteurs 6a et 6b, sont montés sur les arbres 9 et tournent avec ces derniers. Steel motor rollers 15a and 15b, respectively associated with the motors 6a and 6b, are mounted on the shafts 9 and rotate with the latter.
A côté de chaque paire de paliers 8 est disposée une paire de paliers 16 pour le montage en rotation d'un arbre horizontal 19 parallèle à l'arbre 9 adjacent et supportant un galet en acier. Next to each pair of bearings 8 is disposed a pair of bearings 16 for the rotational mounting of a horizontal shaft 19 parallel to the adjacent shaft 9 and supporting a steel roller.
Le galet moteur 15a et le galet libre 18a associé supportent un galet de simulation de rail 20a, en acier. The motor roller 15a and the associated free roller 18a support a rail simulation roller 20a made of steel.
Le galet moteur 15b et le galet libre 18b associé supportent un galet de simulation de rail 20b, en acier également. The motor roller 15b and the associated free roller 18b support a rail simulation roller 20b, also made of steel.
Les galets de simulation de rail 20a et 20b sont solidaires d'un arbre de liaison horizontal 21, parallèle aux arbres 9. The rail simulation rollers 20a and 20b are integral with a horizontal connecting shaft 21, parallel to the shafts 9.
Les galets de simulation de rail 20a et 20b sont pourvus, sur leurs faces en regard, de collerettes 17 qui peuvent venir en appui axialement sur les galets moteur 15a et 15b respectifs afin de retenir axialement l'arbre de liaison 21. The rail simulation rollers 20a and 20b are provided, on their facing faces, with flanges 17 which can bear axially on the respective motor rollers 15a and 15b in order to axially retain the connecting shaft 21.
Le galet moteur 15a présente un diamètre légèrement supérieur à celui du galet moteur 15b pour tenir compte du fait que, dans la réalité, les roues du bogie avant présentent généralement un diamètre différent de celui des roues du bogie arrière. The motor roller 15a has a diameter slightly greater than that of the motor roller 15b to take into account that, in reality, the wheels of the front bogie generally have a diameter different from that of the rear bogie wheels.
Pour que l'arbre de liaison 21 soit horizontal malgré la différence de diamètre des galets moteur 15a et 15b, ces derniers sont croisés, c'est-à-dire que si le simulateur est observé de dessus, les galets moteur 15a et 15b sont placés comme les coins diamétralement opposés d'un rectangle. So that the link shaft 21 is horizontal despite the difference in diameter of the motor rollers 15a and 15b, the latter are crossed, that is to say that if the simulator is observed from above, the motor rollers 15a and 15b are placed as the diametrically opposite corners of a rectangle.
Ainsi, sur la figure 1, seul le galet moteur 15a est visible. Thus, in Figure 1, only the motor roller 15a is visible.
Le diamètre du galet libre 18b, qui tourne autour du même axe géométrique que le galet moteur 15a, est le même que celui du galet moteur 15a. The diameter of the free roller 18b, which rotates about the same geometric axis as the motor roller 15a, is the same as that of the motor roller 15a.
Le galet libre 18a a même diamètre que le galet moteur 15b et tourne autour d'un même axe géométrique de rotation. Les galets de simulation de rail 20a et 20b présentent une surface légèrement conique, convergeant vers l'extérieur, comme on peut le voir sur la figure 1. The free roller 18a has the same diameter as the motor roller 15b and rotates around the same geometric axis of rotation. The rail simulation rollers 20a and 20b have a slightly conical surface, converging towards the outside, as can be seen in FIG.
La surface de roulement des galets moteur 15a, 15b et des galets libres 18a, 18b est légèrement bombée, convexe vers l'extérieur, de manière à permettre à l'arbre de liaison 21 de se centrer automatiquement. The running surface of the motor rollers 15a, 15b and free rollers 18a, 18b is slightly convex, outwardly convex, so as to allow the connecting shaft 21 to be centered automatically.
Deux volants d'inertie 25 sont fixés sur l'arbre de liaison 21, chaque volant 25 se situant sensiblement à mi-distance entre le milieu de l'arbre de liaison 21 et le galet de simulation de rail qui se trouve à l'extrémité de l'arbre de liaison 21 du même côté que le volant en cause. Two flywheels 25 are fixed on the connecting shaft 21, each wheel 25 being located substantially midway between the middle of the connecting shaft 21 and the rail simulation roller which is at the end. of the connecting shaft 21 on the same side as the flywheel in question.
Au niveau inférieur 5 se trouve une machine réversible 30 pouvant fonctionner soit en générateur de courant, soit en moteur, associée à un capteur de vitesse de rotation 43. At the lower level 5 is a reversible machine 30 that can operate either as a current generator or as a motor, associated with a speed sensor 43.
Cette machine 30 est accouplée, par l'intermédiaire d'une courroie crantée 31 et d'une roue 32, à l'arbre de liaison 21. This machine 30 is coupled, via a toothed belt 31 and a wheel 32, to the connecting shaft 21.
La roue 32 est fixée sur l'arbre 21 entre le milieu de l'arbre de liaison 21 et le volant d'inertie 25 situé à côté du galet de simulation de rail 20a. The wheel 32 is fixed on the shaft 21 between the middle of the connecting shaft 21 and the flywheel 25 located next to the rail simulation roller 20a.
Sur le niveau inférieur 5 se trouve également un ventilateur 40 qui est entraîné en rotation par l'arbre de liaison 21 grâce à une courroie crantée 41, engagée dans une roue 42 fixée au milieu de l'arbre de liaison 21. On the lower level 5 is also a fan 40 which is rotated by the connecting shaft 21 by means of a toothed belt 41, engaged in a wheel 42 fixed in the middle of the connecting shaft 21.
La tension de la courroie 31 est réglable de manière à appliquer une force dirigée vers le bas plus ou moins grande sur l'arbre de liaison 21, afin de simuler un phénomène de cabrage plus ou moins important, ainsi qu'il sera précisé dans la suite. The tension of the belt 31 is adjustable so as to apply a force directed downwards to a greater or lesser extent on the connecting shaft 21, in order to simulate a greater or lesser pitch-up phenomenon, as will be specified in FIG. after.
Dans l'exemple de réalisation décrit, la machine réversible 30 est articulée par un bord sur le châssis 2 le long d'un axe horizontal 50. In the embodiment described, the reversible machine 30 is articulated by an edge on the frame 2 along a horizontal axis 50.
Un ressort 51 appuie vers le bas sur le bord opposé 52 pour solliciter la machine réversible 30 en rotation vers le bas afin de tendre la courroie 31. A spring 51 presses down on the opposite edge 52 to urge the reversible machine 30 downwardly to tension the belt 31.
L'extrémité supérieure du ressort 51 vient en appui contre une manette 53 engagée sur un axe fileté solidaire du châssis 2 et servant de guide au ressort 51. The upper end of the spring 51 comes to bear against a handle 53 engaged on a threaded shaft integral with the frame 2 and acting as a guide for the spring 51.
En tournant la manette 53, on peut comprimer davantage le ressort 51 afin d'exercer une pression plus grande sur le bord 52 et donc, indirectement, tendre davantage la courroie 31. By turning the handle 53, the spring 51 can be further compressed in order to exert greater pressure on the edge 52 and thus, indirectly, further tension the belt 31.
Les moteurs 6a et 6b peuvent être des moteurs continus, synchrones ou asynchrones, de manière à simuler les différentes motorisations existantes. The motors 6a and 6b can be continuous, synchronous or asynchronous motors, so as to simulate the different existing engines.
Les moteurs 6a et 6b simulent respectivement l'entraînement des deux bogies d'une motrice. The motors 6a and 6b respectively simulate the driving of the two bogies of a motor.
L'inertie en translation du convoi est simulée par l'inertie en rotation des deux volants 25. The inertia in translation of the convoy is simulated by the inertia in rotation of the two flywheels 25.
La masse de la motrice qui applique les roues sur la voie ferrée est simulée en partie par le poids des deux volants d'inertie 25 et par celui de l'arbre de liaison 21 et en partie par la tension de la courroie 31. The mass of the motor that applies the wheels to the railway is simulated in part by the weight of the two flywheels 25 and by that of the connecting shaft 21 and partly by the tension of the belt 31.
Pour dimensionner les volants d'inertie 25, on applique un rapport de similitude, comme cela sera précisé plus loin. To size flywheels 25, a similarity ratio is applied, as will be explained below.
On utilise également un rapport de similitude pour dimensionner le ventilateur 40 et déterminer les conditions de fonctionnement de la machine réversible 30. A similarity ratio is also used to size the fan 40 and determine the operating conditions of the reversible machine 30.
D'une manière générale, un train en phase d'accélération doit fournir une puissance totale égale à P = p#,, + pf + p, + pp + pa , où p. est la puissance destinée à compenser les pertes mécaniques, pf est la puissance destinée à vaincre les frottements de roulement, p, est la puissance destinée à assurer la pénétration dans l'air, pp est la puissance due à une pente éventuelle et pa est la puissance destinée à vaincre l'inertie du convoi en accélération. In general, a train in acceleration phase must provide a total power equal to P = p # ,, + pf + p, + pp + pa, where p. is the power intended to compensate the mechanical losses, pf is the power intended to overcome the rolling friction, p, is the power intended to ensure the penetration into the air, pp is the power due to a possible slope and pa is the power intended to overcome the inertia of the convoy in acceleration.
Chacun des éléments p. , pf , pv , pp et pa de la puissance totale P peut s'exprimer de manière simple en fonction de coefficients généralement constants et de la fréquence de rotation w des moteurs ou de leur accélération angulaire w', sous la forme Aw+Bw2+Cw3+D.pw+Ew.w' où A, B, C, D, E sont des coefficients, p la pente, w la fréquence de rotation du moteur, w' l'accélération angulaire, et la puissance totale P sous la forme P=A'w+B'w2+C'w3+D'.pw+E'cw.w' La puissance au niveau de l'arbre d'un moteur 6a ou 6b aura comme expression Ps = a cos<B>+</B> b<B>Co,</B> 2 + c w,3 + d.p w, + e w,ws' où a, b, c, d, e sont des coefficients propres au simulateur,<B>Co,</B> est la fréquence de rotation d'un moteur 6a ou 6b, et ( ,'son accélération. La similitude entre le simulateur et la motrice réelle sera établie au niveau des puissances. Each of the elements p. , pf, pv, pp and pa of the total power P can be expressed in a simple manner as a function of generally constant coefficients and of the rotation frequency w of the motors or of their angular acceleration w ', in the form Aw + Bw2 + Cw3 + D.pw + Ew.w 'where A, B, C, D, E are coefficients, p the slope, w the motor rotation frequency, w' the angular acceleration, and the total power P under the P = A'w + B'w2 + C'w3 + D'.pw + E'cw.w 'The power at the shaft of a motor 6a or 6b will have the expression Ps = a cos <B > + </ B> b <B> Co, 2 + cw, 3 + dp w, + ew, ws' where a, b, c, d, e are coefficients specific to the simulator, <B> Co, is the frequency of rotation of a motor 6a or 6b, and its acceleration The similarity between the simulator and the actual motor will be established at the power level.
Le rapport de similitude K sera le rapport des puissances P/Ps. The similarity ratio K will be the ratio of the powers P / Ps.
Dans l'exemple de réalisation décrit, on cherche à rendre égaux chacun des
Afin de simplifier, on choisira (o = ù), et<B>a)' =</B> co,'. In the exemplary embodiment described, it is sought to make each of the
In order to simplify, we will choose (o = ù), and <B> a) '= </ B>co,'.
Dans l'exemple de réalisation décrit, la motrice prise comme modèle est une machine de type BB 16 500 de 2 580 kW de puissance, de masse 72 t et l'on suppose qu'elle entraîne un convoi constitué de deux wagons vides, soit environ 5,45 t. In the embodiment described, the powertrain taken as a model is a BB 16 500 machine of 2580 kW of power, mass 72 t and it is assumed that it drives a convoy consisting of two empty cars, either about 5.45 t.
Le simulateur est équipé de deux moteurs de<B>1100</B> W chacun. Le rapport de similitude est : K = 2 580 / 2 x 1,1 =<B>1173.</B> The simulator is equipped with two motors of <B> 1100 W each. The similarity ratio is: K = 2,580 / 2 x 1,1 = <B> 1173. </ B>
La vitesse maximale de la motrice est de 90 km/h. The maximum speed of the motor is 90 km / h.
On est donc en mesure de calculer l'énergie cinétique du convoi et l'on peut appliquer le rapport de similitude ci-dessus pour déterminer l'énergie cinétique devant être emmagasinée par les volants 25. It is therefore possible to calculate the kinetic energy of the convoy and one can apply the similarity ratio above to determine the kinetic energy to be stored by the flywheels 25.
Les calculs donnent une inertie de 2,5 m2 kg. The calculations give an inertia of 2.5 m2 kg.
On procède de manière analogue pour déterminer la puissance du ventilateur 40 et les conditions de fonctionnement de la machine réversible 30. The procedure is similar to determine the power of the fan 40 and the operating conditions of the reversible machine 30.
Par ailleurs, la machine réversible 30 peut être commandée de manière à opposer aux moteurs 6a et 6b un couple proportionnel à l'accélération du convoi, afin de créer une inertie virtuelle, simulant le remplissage des wagons. Moreover, the reversible machine 30 can be controlled so as to oppose to the motors 6a and 6b a torque proportional to the acceleration of the convoy, in order to create a virtual inertia, simulating the filling of the cars.
De par l'application en un point excentré de l'arbre de liaison 21 de la tension de la courroie 31, on fait en sorte que le galet de simulation de rail 20b soit plus fortement appliqué sur le galet moteur 15b que ne l'est le galet de simulation de rail 20a sur le galet moteur 15a. By applying an eccentric point of the connecting shaft 21 of the tension of the belt 31, it is ensured that the rail simulation roller 20b is more strongly applied to the motor roller 15b than is the rail simulation roller 20a on the motor roller 15a.
On simule de cette façon le cabrage de la motrice, c'est-à-dire le fait que le bogie avant tend à se soulever au démarrage, le crochet d'attelage n'étant pas au niveau de l'axe des roues mais légèrement au-dessus. In this way, it is possible to simulate the pitching of the power unit, that is to say the fact that the front bogie tends to lift at start-up, the towing hitch being not at the level of the wheel axis but slightly above.
Le fait de faire reposer l'arbre de liaison 21 sur deux galets à chaque extrémité procure une grande stabilité et permet de se passer de moyens de guidage latéraux supplémentaires. Des moyens de commande logés dans une armoire 51 sont agencés pour commander les moteurs 6a, 6b et la machine réversible 30, ainsi que pour mesurer les courants, la tension des moteurs et les vitesses de rotation grâce aux capteurs 11a, 11b et 43. The fact of resting the connecting shaft 21 on two rollers at each end provides great stability and makes it possible to dispense with additional lateral guide means. Control means housed in a cabinet 51 are arranged to control the motors 6a, 6b and the reversible machine 30, as well as for measuring the currents, the motor voltage and the speeds of rotation thanks to the sensors 11a, 11b and 43.
Avantageusement, ces moyens de commande comportent une interface permettant d'afficher différents écrans et offrant à l'utilisateur la possibilité de sélectionner un mode de fonctionnement particulier. Advantageously, these control means comprise an interface for displaying different screens and offering the user the possibility of selecting a particular mode of operation.
Ainsi, les moyens de commande sont agencés dans l'exemple de réalisation décrit pour permettre à l'utilisateur de sélectionner différentes configurations de traction ou de freinage, afin de simuler par exemple la traction, le freinage électrique, le freinage rhéostatique avec excitation série ou le freinage rhéostatique avec excitation séparée. Thus, the control means are arranged in the embodiment described to allow the user to select different configurations of traction or braking, in order to simulate for example traction, electric braking, dynamic braking with serial excitation or the dynamic braking with separate excitation.
Les moyens de commande permettent également à l'utilisateur de sélectionner un type de couplage particulier entre les moteurs et les sources, par exemple un couplage dans lequel les sources sont en série et les moteurs également, dans lequel les sources sont en série et les moteurs en parallèle, dans lequel les sources et les moteurs sont en parallèle, ou encore dans lequel les sources et les moteurs sont indépendants. The control means also enable the user to select a particular type of coupling between the motors and the sources, for example a coupling in which the sources are in series and the motors also, in which the sources are in series and the motors in parallel, in which the sources and the motors are in parallel, or in which the sources and motors are independent.
La machine réversible 30 peut être commandée en moteur pour simuler une pente descendante, pendant laquelle la charge du convoi tend à entrainer la motrice, ou un fonctionnement en générateur, avec restitution d'énergie au réseau, pour simuler une voie montante. The reversible machine 30 can be driven to simulate a downward slope, during which the load of the convoy tends to drive the motor, or a generator operation, with energy return to the network, to simulate a rising channel.
La commande de la machine réversible 30 peut s'effectuer sous forme d'échelon ou de rampe de tension, de façon à permettre à l'utilisateur de programmer un profil de voie variant dans le temps. The control of the reversible machine 30 may be in the form of a step or voltage ramp, so as to allow the user to program a time varying path profile.
Dans l'exemple de réalisation décrit, la machine réversible est également commandable de manière à pouvoir simuler une augmentation de l'inertie correspondant au remplissage des wagons. In the embodiment described, the reversible machine is also controllable so as to simulate an increase in the inertia corresponding to the filling of the cars.
Les moyens de commande permettent également à l'utilisateur de choisir le mode de fonctionnement des moteurs, par exemple marche manuelle, asservissement de la vitesse avec ou sans anti-patinage. The control means also allow the user to choose the operating mode of the motors, for example manual operation, speed control with or without anti-slip.
Chaque moteur 6a ou 6b peut être commandé de manière indépendante. Each motor 6a or 6b can be controlled independently.
Les deux moteurs 6a et 6b peuvent être commandés simultanément ou l'être avec des commandes appliquées successivement. Dans l'exemple de réalisation décrit, les moyens de commande permettent à l'utilisateur de choisir, dans le cas d'asservissements proportionnels et intégraux pour traiter le patinage par exemple, le gain de l'action proportionnelle et la constante d'intégration. Both motors 6a and 6b can be controlled simultaneously or be with commands applied successively. In the embodiment described, the control means allow the user to choose, in the case of proportional and integral servocontrols to process the slip, for example, the gain of the proportional action and the integration constant.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described.
On peut notamment simplifier dans une certaine mesure le simulateur qui vient d'être décrit en supprimant par exemple le ventilateur et en commandant la machine réversible de manière à simuler un freinage aérodynamique. In particular, the simulator that has just been described can be simplified to a certain extent by, for example, eliminating the fan and controlling the reversible machine so as to simulate aerodynamic braking.
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9914569A FR2801403B1 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | BEHAVIORAL SIMULATOR FOR SIMULATING ELECTRIC RAIL TRACTION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9914569A FR2801403B1 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | BEHAVIORAL SIMULATOR FOR SIMULATING ELECTRIC RAIL TRACTION |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2801403A1 true FR2801403A1 (en) | 2001-05-25 |
FR2801403B1 FR2801403B1 (en) | 2002-02-01 |
Family
ID=9552303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9914569A Expired - Fee Related FR2801403B1 (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | BEHAVIORAL SIMULATOR FOR SIMULATING ELECTRIC RAIL TRACTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2801403B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2990789A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-22 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Driving simulator, has handling wheels controlled by height adjustment of steering wheel and seat, to move handling wheels from extended position to retracted position relative to frame, where portion of frame rests directly on ground |
CN104332097A (en) * | 2014-09-29 | 2015-02-04 | 桂林航天工业学院 | Two-sided teaching appliance |
WO2017040751A1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | Bnsf Railway Company | Locomotive electrical systems simulator |
CN108399851A (en) * | 2018-03-16 | 2018-08-14 | 长春师范大学 | A kind of typotron wheel maintenance virtual simulated training system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3071874A (en) * | 1957-09-17 | 1963-01-08 | Chedister Conkling | Driver training apparatus |
US3333463A (en) * | 1963-06-27 | 1967-08-01 | Mobil Oil Corp | Mileage accumulation dynamometer |
EP0316123A1 (en) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Halliburton Company | Apparatus and method for simulating operation and control of a railway train |
US5547383A (en) * | 1994-02-21 | 1996-08-20 | Sega Enterprises, Ltd. | Simulated steering apparatus for use in a vehicle simulator |
-
1999
- 1999-11-19 FR FR9914569A patent/FR2801403B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3071874A (en) * | 1957-09-17 | 1963-01-08 | Chedister Conkling | Driver training apparatus |
US3333463A (en) * | 1963-06-27 | 1967-08-01 | Mobil Oil Corp | Mileage accumulation dynamometer |
EP0316123A1 (en) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Halliburton Company | Apparatus and method for simulating operation and control of a railway train |
US5547383A (en) * | 1994-02-21 | 1996-08-20 | Sega Enterprises, Ltd. | Simulated steering apparatus for use in a vehicle simulator |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2990789A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-22 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Driving simulator, has handling wheels controlled by height adjustment of steering wheel and seat, to move handling wheels from extended position to retracted position relative to frame, where portion of frame rests directly on ground |
CN104332097A (en) * | 2014-09-29 | 2015-02-04 | 桂林航天工业学院 | Two-sided teaching appliance |
CN104332097B (en) * | 2014-09-29 | 2017-03-15 | 桂林航天工业学院 | A kind of two-sided teaching aid |
WO2017040751A1 (en) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | Bnsf Railway Company | Locomotive electrical systems simulator |
US10354545B2 (en) | 2015-09-01 | 2019-07-16 | Bnsf Railway Company | Locomotive electrical systems simulator |
CN108399851A (en) * | 2018-03-16 | 2018-08-14 | 长春师范大学 | A kind of typotron wheel maintenance virtual simulated training system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2801403B1 (en) | 2002-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2531264B1 (en) | Wheeled shoes or undersoles enabling fast walking | |
US5076792A (en) | Riding simulator for a cycle, especially a motorcycle | |
FR2533176A1 (en) | AUTOMOTIVE TROLLEY FOR TRANSPORTING A GOLFER AND ITS BAG | |
FR2473464A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR BRAKING AN AIRCRAFT BY SEARCHING FOR OPTIMAL SLIDING OF BRAKE WHEELS | |
JP2003520957A (en) | Portable roller dynamometer and vehicle test method | |
EP1582681A1 (en) | Operating mechanism of a door, use of a brake in such a mechanism and method for adjusting an engine torque in such a mechanism | |
FR2723734A1 (en) | APPARATUS FOR LIFTING TROLLEYS. | |
EP1317333B1 (en) | High performance device for balancing a force | |
EP3727970B1 (en) | Method for determining target torque of a vehicle engine | |
FR2801403A1 (en) | Electric railway engine simulator comprises electric motors with flywheels, and controls for simulation of driving during training | |
FR2997500A1 (en) | TEST BENCH FOR MOTOR VEHICLE | |
FR2842302A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR SIMULATION OF SLIDING ON VEHICLE TEST BENCHES | |
WO2016034698A1 (en) | Railway vehicle and funicular apparatus | |
EP2821333A1 (en) | Electrically powered commercial vehicle | |
BE1001564A4 (en) | Method and device for regulating the torque transmitted by a tractor trailer hydraulic drive. | |
CA2052356C (en) | Driving pulley for a variable speed belt gear with tooth counter-weights | |
EP2857821B1 (en) | Test device for a motor vehicle | |
FR2678230A1 (en) | DEVICE FOR PROTECTING FROM THE WEATHER THE DRIVER OF A MOTORIZED CYCLE OF THE SCOOTER OR MOTORCYCLE TYPE. | |
WO1981001960A1 (en) | Running machine | |
FR1465703A (en) | Operating and storage device for cables, trailers and the like | |
FR2987348A1 (en) | Suspension device for use in suspension system for providing suspension over floor of landing gear of aircraft, has lower and upper portions connected together by rotary connection, where upper portion is applied on lower end of barrel | |
EP0417020A1 (en) | Test bench for simulating and verifying the rolling behaviour of vehicles | |
EP0694896B1 (en) | Mobile platform and its utilisation for realising a simulation cabin | |
FR2890929A1 (en) | Auxiliary moving or braking unit controlling method for e.g. aerial cable transport installation, involves determining curve representative of variation of vehicle speed, and determining value of instantaneous torque | |
WO1999011330A1 (en) | Incremental lift machine load mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20060731 |