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tu perfectionnements: apprs 1Dt. prQ,édia et dispositifs. pour masurel la régulation de la vitesse des moteurs éLec.:1tt!ques, notamment pour la tration .
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li*îiivention ea.t relative aux procèdes, -et dispositifs Pour assurer la régulation au le contrôle de la-' Q,tesaw des.
, moteurs électriques à courant continu,, et elle concerne 7txs apacialement (parce que c'sat en leur ces que son 8pl>liea-tian parait devoir offrir le plus d6intér9t), mata non exc.1Uaivemel}t' parmi ces procédés et dispositifs, oeun pour' aa8urè lguli ,i i r ¯ , '1" tion de la vitesse des'moteurs ompQund,.tels qe ceux PeUr, 1 la traction des. véhicules, sur raîis, oit aqt- toute, Elle a. pour but, surtout, de tenànà' tels., 40à pro&" .,j, des et dispositifs, q,u.1l.a répondent, m.e ' g,e, jaqa.ré sent, 9= divers desiderata de la pratique,, notamment que, tout en autorisant des vitesses 6ieÉêew de même que des a7taê- lérs;
tianx puissgntesa ila permettent à , obtenir une premiére . 1 lératians puissantes- ils permettent d.obtenir une première
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vitesse économique suffisamment basse, et de réaliser le freina- ge par récupération également à de faibles vitesses.
Elle consiste, principalement, pour ce qui est des procèdes du genre en question, à ve- nir accoupler, au moteur principal dont on dispose, un moteur auxiliaire à enroulement shunt (voire compound). l'ensemble étant tel. que, notamment lors du démarrage et au début de la gamma de vitesses, la tension se partage entre lesdits moteurs, de sorte qu*on puisse obtenir ainsi une première vitesse écono- mique assez basse, mais qu'au contraire, pendant la marche nor- male, la puissance soit seulement fournie par le moteur princi- pal la Passage du premier au second de ces fonctionnements s'opérant par la diminution progressive de l'excitation du mo- teur shunt, et pour ce qui est des dispositifs pour la mise en oeu- vre desdits procédée,
à. les agencer de manière telle, par exem- ple, que lea deux rotors du moteur principal et du moteur auxi- liaire soient montés en tandem sur le même arbre, les enroule- mente induits étant eux-mêmes en série.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'ap - plication (celui où. on Inappliqué aux moteurs pour la traction des véhicules), ainsi que certains modes de réalisation, desdi- tes dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ' ce à titre de produite industriels nouveaux, les groupes mo- teurs mettant en oeuvreles procédés du genre en question et, comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles, fixes ou mobiles, notamment les véhicules, comprenant de sem- blables groupes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication,
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La. fig. l, de ce dessin, montre des courbles carac- tériatiques électromécaniques de vitesse, de deux moteurs com- pound, l'un à régime lent mais à grandes variations de vitesse par le champ, l'autre à régime plus rapide mais à faibles va- riationa de vitesse par le champ, la comparaison de ces cour- bes permettant de faire ressortir les buta. que se propose l'in- vention.
La fig. 2 montre,schématiquement, les connexions d'un groupe moteur établi conformément à l'invention.
Les fig. 3 et 4 montrent deux schêmas des connexions de ce même moteur, lors du freinage électrique rhéostatique nutilisant pas le courant de la ligne.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, seproposant par exemple d'éta- blir des moteurs de traction pour véhicules et d'assurer la régulation des vitesses, on s'y prend comrne suit, ou de façon analogue, en se basant sur les considérations qui vont être préalablement exposées.
Si l'on considère les moteurs utilisés actuellement pour la traction, et plus spécialement les moteurs compound de ce genre, on remarque tout d'abord qu'il est difficile d'obte- nir en même temps, à l'aide d'un seul moteur, une accélération puissante et une gamme de variations de vitesse par le champ suffisamment étendue, avec une première vitesse économique faible, ainsi qu'il ressort de l'examen des courbes de la fig.l Sur cette figure, la courbe I représente la caracté- ristique électromécanique de vitesse à plein champ d'un moteur compound, ce moteur étant du type à vitesse relativement basse, mais à grandea variations de vitesse par le champ;
la courbe II représente la caractéristique de carême moteur loraqu'on a supprimé le champ shunt et shunté l'enroulement série au. maxi- mum.
Pour un tel moteur, on obtient une première vitesse
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économique convenable, se tenant par exemple aux environs de 10 km/heure, mais les accélérations- sont peu puissantes, et le moteur pesé assez lourd.
Si on considère maintenant un moteur du même genre à vitesse plus élevée, mais à plus faibles variations de vi- tasse par le champ, on obtient par exemple des courbes III et IV correspondant respectivement aux courbes I et II et se trouvant au-dessus de ces dernières (les variations respectives des deux moteurs, pour une même intensité sont par exemple dans le rapport de 1 à 2).
On voit donc, tout d'abord, que le deuxième moteur permettra d'atteindre de plus grandes vitesses et d'obtenir des accélérations plus puissantes ; en aura en effet à sa dia- position pour le fonctionnement, toute la zone hachurée DGHED, en plus de la zone OCDEFO. Ledit moteur sera, en outre, plus léger.
Mais le bénélice de ces avantages se trouve très ré- duit par le fait que la première vitesse économique est beau- coup plus élevée que pour le premier moteur (par exemple, dans 1*exemple choisi, 20 km/heurs au lieu de 10 km).
De même, pour la marche en récupération, le premier moteur permet d'obtenir le freinage jusqu'à, une très basse vi- tesse, ce que l'on ne peut réaliser avec le second moteur. Ce dernier permettra, par exemple une vitesse de freinage de 22 km/heure au lieu de 11 km.
Le procédé qui fait l'objet de la présente demande a pour but de permettre d'obtenir à la fois: de grandes varia- tions de vitesae par le champ at une première vitesse économi- que très réduite, une vitesse de freinage par. récupération très réduite également,, et, enfin, des, accélérations puiaaan- tes.
Conformément à l'invention, on vient accoupler, au moteur principal dont on dispose, un moteur auxiliaire à. en- roulement shunt, l'ensemble étant tel que.', notamment lors du démarrage, la tension se partage entre lesdits moteurs et qùe
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l'on obtienne ainsi une vitesse économique assez basse., mais qu'au contraire, pendant la marche normale, la puissance soit fournie seulement par le moteur principal, le passage du pre- mier au second de ce fonctionnement s'opérant par la diminu- tion progressive de l'excitation du moteur shunt.
Pour réaliser un groupe moteur répondant aux condi- tions qui viennent d'être indiquées, on a; recours avantageusement à und disposition telle que les rotors des deux moteurs soient montéa en tandem, disposition qui est particulièrement intérea- sante dans le cas de véhicules sur route, puisqu'elle .'permet dutiliser de façon rationnelle un pont avac différentiel, mais qui serait applicable également au cas où lesdits moteurs- se- raient montés, par exemple, sur un essieu de véhicule sur rail.
On pourrait aussi. bien entendu, monter lea deux ro- / tors sur deux arbres ou deux essieux différents, une liaison cinématique pouvant être prévue entre lesdits arbres.
Sur la fig. 2, on a indiqué un schéma. des. 'connexions sur lequel les lettres désignent:
19, le moteur compound principale dont lea carau- téristiques sont telles, par exemple, que, s'il recevait direc- tement la tension du réseau, il donnerait une première vitesse économique de 20 Ion, vitesse que l'on se propose de réduire à l'aide du moteur shunt,
S A et Sh A, ses enroulements série et shunt,
D, un rhéostat de démarrage traverse par le courant ' principal,
R A, un rhéostat d'excitation shunt,
B, le moteur shunt @@@@@aire, dont on met l'enrou- lement inducteur en aérie avec celui du moteur A,
Sh B, son enroulement shunt, et R B son rhéostat d'excitation.
On peut faire fonctionner un tel groupe moteur de la façon suivante.
Si on désigne par N et N le nombre des conducteurs
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d'induit pour chaque moteur, et par Lf et Ó les flux respec- tifs, et si on suppose que les deux moteurs sont tels, à plein champ, que N Ó= N' Ó', ils absorberont chacun, lors du démarrage, la moitié de la tension d'alimentation. Par conséquent, à la fin du démarrage, les moteurs étant à plein champ, l'arbre moteur tournera une première vitesse, économique, qui sera la moitié de celle du moteur A supposé alimenté par la totalité de la tension, c'est-à-dire qu'il tournera, dans l'hypothèse qui a été faite plus haut, à 10 km/h.
Si maintenant on diminue l'excitation du moteur B en agissant sur le rhéostat R B, la tensiond'alimentation du moteur A augmentera en même temps que sa puissance, tandis que la tension du moteur B diminuera en même temps également que sa puissance..
On augmente donc ainsi la vitesse du groupe jusqu'à la d&ubler, au moment où l'excitation Sh B est réduite à zéro: à ce moment, l'induit moteur B a pratiquement la valeur d'un court-circuit et on peut sana danger le mettre hors-circuit.
Le moteur A a sa vitesse portée à 20 km/h puisqu'il est main- tenant alimenté par la tension totale.
Pour monter la gamme de vitesses, il n'y aura plus qu'à agir sur l'excitation du moteur A.
On voit qu'on peut ainsi passer de la vitesse de 10 km -- première vitesse économique de valeur convenable -- jusqu'ici la vitesse maximum sans faire aucun couplage d'in- duits, maia simplement par la manoeuvre successive des rhéos- tats d'excitation.
Il va de soi que la manoeuvre des rhéostats de dé- marrage, aussi bien que d'excitation (de même que la manoeuvre des interrupteurs pour la mise hors circuit du moteur B) peut s'effectuer de toute façon appropriée: mais, sur un véhicule routier, il parait indiqué de commander ces organes par deux pédales agissant, l'une, sur le rhéostat D, l'autre sur les rhéostats R A et R B.
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En suite de quoi, quel que soit le mode dq.¯iàfii%z'z tison adopté, on peut établir des groupes mateurs dont:, l xéguy lation peut être réalisée dans des aondtina bien meilleures- que celles que permettainent les procédés du genre en question -utilisant un seul moteur compound, puisque 1$,on peut obtenir à la fois une gamme de vitesses étendue, une première vitesse économique peu élevée (et, de même, une première vitesse peu
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élevée .il "of" '1" pn; xé,aupératîan, et, cependante des. aaqé- élevée arinag.e-mréLCupérst.ion), cependant, des. accé- lérations puissantes.
En outre, par rapport aux systèmes- utilisant deux
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moteurs série-p8rallèle le groupe A-B conforme à l'invention permet d'obtenir d'une façon rationnelle la progressivité des vitesses, aussi bien à la descente qu'à la montée sans néces- siter toutes les complications de la transition du fonctionne- ment en série au fonctionnement en parallèle.
Au surplus, cet- te transition n'est jamais parfaite et oblige le conducteur à prendre des précautions au moment de la manoeuvre correspondan- te de l'organe commandant la régulation, précautions qui pa- raissent difficiles à observer lorsque ledit organe est cons-
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titué par une pédale: avec le système conforme à. l'invention, on conçoit que toute précaution est inutile puisque la montée comme la desnente des vitesses s'opèrent toujours de façon progressive et qu'on passe de façon absolument continue du
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fonctionnement en deux moteurs au fonctionnement à un seul moteur et inversement. Il n y a donc pas d'autres à-cottps à pré- 1 voir que ceux dûs à la non-continuité des rhéostats.
Enfin, du point de vue prix de revient et poids to- tal, l'avantage est encore en faveur de 16,invention,
Si, en effet, on considère tout d'abord un moteur
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compound rapide (courbes III et I.' fige 11!. première vitesse économique égale à,. &o km son poids est, Pa4'sxémpa,, po.u, Une puissance déterminée, da 50a kgs, et son erix de 10.@Ea,,.frnncs.
Bour un moteur compound à.,.1tea'i$. ;(fonomiqúé' de . ' * " fois plus basse (courbes I at.II fige. 1, les valeurs c.orre&-'
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pondantes sont à peu près à multiplier par 2: donc, 1,000 kgs et 20.000 francs.
Or, suivant la solution conforme à l'invention, on sera conduit, pour ces mêmes quantités -- et si le moteur A est du même genre que le premier des deux moteurs qui viennent d'être envisagés --, à des valeurs intermédiaires entre les pré- cédentes.
Le moteur shunt B peut en effet être calculé pour une puissance relativement faible, de l'ordre par exemple de un tiers de celle du moteur compound A, puisqu'il ne travaille que par intermittence, c'est-à-dire pendant le démarrage, pendant les marches en régime inférieur à 20 km/h, pendant les marches en récupération par accélération, pendant les freinages en récupération pour les vitesses inférieures à 20 km.
De toute façon, il ne travaille jamais, en mo-teur à des vitesses supérieures à 20 km/h.
Au reste, pendant ses périodes de travail, il ne sup- porte, dans l'hypothèse ci-dessus envisagée (N#=N'#), qu'une tension au plus égale à la demi-tension de la ligne; son collec- teur fonctionne donc dans de très bonnes conditions de commuta- tion et, en outre, étant donné que l'intensité aborbée par le- dit moteur B est toujours plus faible-que pour le moteur A mar- chant seul dans les mêmes conditions, le dimensionnement et, par suite, le poids et le prix d'établissement seront notable- ment inférieurs à ceux-du moteur A.
Bien entendu, on prendra toutes précautions utiles pour tenir compte du fait. que le moteur B, étant de puissance plus faible que le moteur A, travaillera avec des ampères/bar- supérieurs aux ampères/barres res/normaux; on pourra, a cet effet, prévoir pour l'induit une largeur de dents supérieure.
On pourrait aussi -- au lieu de ae contenter d'établir le moteur shunt da façon. qu'il permette d'obtenir, pour le grou-
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pe des deux moteurs, à plein champ, une vitesse-moitié, de celle correspondant du moteur A alimenté seul --, agencer ledit mo- teur shunt de façon qu'on puisse augmenter le produit N'#', par exemple en augmentant le nombre des spires d'induit ou leur longueur utile et, par suite, réduire la vitesae à. plein champ dans de plus grandes proportions.
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Enting, I"înventîon permet encore,- en ayant Encours a la disposition suivante, d*'obtenir un xwi.nage'hotatique intense.
Suivant cette disposition, pour assurer. ledit freina-
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ge, on débrancha les moteurs (fit. 3.) et on, met en. goÉbfi=eif,w¯= suit le mateur compound. Le moteur ÉpUnt 3 abremê.1t èlàta, et " exalte en même temps le moteur compound. Le freinage très éner- gique que l'on réalise ainsi peut, bien entendtt, se mâc'ii=f,, jusqu'à, être annulé, en manoeuvrant les rhèoatata dyec.itat.an.
Il suffira, à cet effet, d* appuyer sur la pédale da(K!,é.léra- tion, ce qui desexcitera le moteur shunt et réduica da façon correspo .nd?,nt--,jusqu*à zéro si on veut, la tens3,rr 6.Ù moteur compound.
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On pourra également, ainsi que 1*indiqUe la: t:tS. ;5, en appuyant sur la pédale de démarrage, introduire f6#ts les résistances de démarrage en circuit et f9 inàge aur Vdgîatance et, en plus, on pourra faire varier, si on le désire, la ten- sion du moteur compound en même temps que la résistance, insérée entre s es bornes.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des mo- des de réalisation de ses diverses parties ayant plus apécia- lement été envisagés; enne en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles ou le moteur principal serait un moteur série, voire shunt.