Brevet FR2019703A1 — publié le 19700703

L'invention concerne un équipement moteur à courant continu alimenté par batterie avec dispositif de régulation par impulsions servant également de charmeur asservi ou commandé, comportant un thyristor principal, un condensateur de désamorçage et une inductauce. Dans le cas des équipements moteurs à courant continu alimentes par batteries, en particulier dans le cas des véhicules à accumulateurs, on utilise une commande par impulsions pour le réglage, avec pertes réduites, de la vitesse de rotation ladite commande étant équipée de commutateurs électroniques, tels que des thyristors et des transistors. Ces appareils de commande par impulsions présentent, par rapport aux dispositifs antérieurs usuels utilisés pour le réglage de la vitesse de rotation, l'avan- tage de fonctionner pratiquement sans pertes ni usure, grace à l'utilisation des commutateurs électroniques. On a déjà proposé dans la littérature2 avec des équipe ments moteurs à courant continu de ce genre, alimentés par batterie et comportant une régulation par impulsions, d'utiliser cette dernière pour la charge asservie ou commandée de la batterie. Cette double utilisation de la commande par impulsions n'a cependant pas encore été réalisée en pratique, oar on supposait que cette double utilisation, à cause des dispositifs de commutation additionnels néoessaires, serait peu économique en pratique. On se basait sur l'idée que le dispositif de commutation nécessaire serait obligatoirement de réalisation oompliquée et couteuse et serait en conséquence sujet aux pannes en service. L'invention vise, contrairement à l'opinion ndgative répandue dans la littérature antérieure, à rendre la commande par impulsions, utilisable pour les équipements moteurs à courant continu alimentée par batteries, également utilisable pour la charge des batteries dudit équipement, sans- avoir à supporter les les on- vénients économiques ainsi que techniques supposés décrits daus la littérature. La présente invention est caractérisée par l'utilisation d'un thyristor de blocage dans le circuit inversion de polarité de charge du condensateur d'extinction2 raccordement de leanode du thyristor principal au polie positif de la batterie, raccordement de la cathode du thyristor de désamorçage à la cathode du thyristor principal et utilisation d'un transformateur à prise médiane, le passage du régime de fonctionnement de ltéquipement mo teur à courant continu au régime de charge nécessitant au maximum trois contacteurs. La présente invention requiert seulement, ce qui est surprenant-, l'utilisation de trois contacteurs pour passer du régime de marche au régime de charge, parmi ces trois contacteurs, un seul étant réalisé > conformément à l'invention, sous forme de commutateur tandis que les deux autres sont réalisés sous forme d'interrupteur. cette réduction du nombre de contacteurs est rendue possible par l'utilisation conjointe, selon l'invention, des caractéristiques mentionnées ci-dessus. Un autre avantage essentiel de l'invention réside dans le fait que, à la place d'un dispositif de filtrage spéclal de type usuel, en général nécessaire, on utilise les enroulements de l'induit et des pôles de commutation du moteur à courant continu comme éléments de filtrage en régime de charge. Ceci simplifie également de façon appréciable le montage De plus, une caractéristique essentielle de l'invention, en ce qui concerne le problème à résoudre,oonsiste à utiliser une diode libre présente dans le circuit de commande par impulsions pour jouer le mme r81e également en régime de charge. Une autre caractéristique de ltinvention, selon laquelle on utilise également le condensateur de désamorçage présent dans le circuit'de commande par impulsions pour la compensation du courant réactif en régime de charge,sert aussi à résoudre le problème posé. On bénéficie ainsi de l'avantage supplémentaire que la oonsommation de courant du secteur est réduite en régime de charge grâce à la compensation du courant réac-tif, si bien-- qu'il est possible d'utiiiser un transformateur plus petit que ce ne serait autrement le cas. Un autre avantage de l'invention est la charge asservie de la batterie aLui est assurée sanie mesure additionnelle particulière et Qu comporte les avantages déjà connues de la teohnique de régulation de la charge des batteries. D'autres détails sont donnés ci-après en se basant sur un schéma de li2ventiôn représenté au dessin annexé schéma en question représente les circuits de commande par impulsions réalises selon l'invention pour la commande de la marche d'un moteur m3 à courant continu. Selon l'invention, ce sont les enroulements m3/1 et m)/) des rôles de commutation ainsi que de l'induit m3/2 de ce moteur åoourant continu qui pré sentent de l'intérEt. Le circuit de commande par impulsions comprend, comme connu en soi, un thyristor principal T1 et un thyristor de désamorçage T2 ainsi qu' un condensateur kt de désamorçage. Un autre thyris tor, à savoir un thyristor de blocage T3,est interoalé conrormé- ment à l'invention dans le circuit de commande par impulsions et, plus particulièrement, dans le circuit d'inversion de polarité de la charge du condensateur kl de désamorçage, Le circuit de commande par impulsions comprend, de plus, une inductance connue ml qui, d'une part, améliore l'utilisation en ce qui concerne la tension du condensateur de désamorçage kl et sert par ailleurs à l'inversion de la polarité du condensateur de désamorçage kl. Une diode libre nl, constituant un autre composant de l'6qui- ment moteur à courant continu, associée au moteur m3 est en fait branchée en parallèle sur ce dernier. Le mode de fonctionnement du circuit de commande par impulsions pour équipements moteurs à courant continu est, comme on le sait, tel que la batterie n2 débite un courant impulsionnel. La batterie n2 débite un courant impulsionnel, en vue de la commande du moteur m3 b courant continu, le plus souvent dans la zone de vitesse maximale du moteur, à l'exception de cette vitesse de rotation maximale proprement dite. Ce n'est donc qu'au voisinage de cette vitesse maximale que la commande par impulsions est couz-oircuithe et en fait, dans le circuit représenté, par un contacteur 2. Un autre contacteur ol est destiné à mettre en action la commande par impulsions. Ce contacteur cl est fermé en permanence en régime de marche. Grace à l'invention, il est possible d' utiliser, de manière économique et sas inconvénients pratiques,le circuit de commande par impulsions pour charger la batterie n2. Dans oe but, est prévu le thyristor de blocage T3 déjà mentionné dans le circuit d'in- version de la polarité de la charge du condensateur de désamorçage kl. De plus, est prévu un transformateur m2 à prise médiane, dont le primaire est raooordé à un secteur d'alimentation alternatif. L'enroulement secondaire du transformateur m2 est relié, par ses conducteurs extérieurs, aux anodes du thyristor principal Tl et du thyristor de désamorçage T2. Les cathodes du thyristor principal T1 et du thyristor d'amorçage T2 constituent le pôle positif du circuit en régime de charge. Le pôle négatif est constitué par la prise médiane du transformateur m2 et est raccordé directement au pôle négatif de la batterie t2. Dans le cas du circuit selon l'invention, il est prévu seulement trois contacteurs bl/l, bl/2, bl/3. Les contacteurs bl/l et bl/2 sont en fait des interrupteurs et sont reliés tous deux, par un conducteur extérieur, à la prise médiane du transformateur m2. Le contacteur bl/3, réalisé sous forme de commutateur, relie, en régime de charge, l'enroulement m3/3 d'un pôle de commutation directement au p & e positif de la batterie n2. En régime de charge, les interrupteurs bl/l et bl/2 sont fermés et le commutateur bl/3 est dans la position autre que celle représentée. En régime de charge, le transformateur m2 transforme la tension du secteur en la tension alternative secondaire servant, après redressement, à la charge de la batterie. Le redressement est réalisé par le thyristor principal T1 et le thyristor de désamorçage T2. Le courant une fois redressé part du thyristor principal T1 et du thyristor de désamorçage 2 pour passer par une partie de l'induotance ml, l'enroulement m3/1 de pôle de commutation, l'induit m3/2 > l'enroulement m3/3 de pôle de oommutation, le commutateur bl/3 pour aboutir au pEle positif de la batterie n2.En partant du pCle négatif de la batterie n2, le courant aboutit, en passant par l'interrupteur bl/2 à la prise médiane du transformatenr m2. Dans ces conditions, le thyristor de blocage T3 a pour role,lorsque le thyristor T2 est bloqué, d'empêcher un courant de revenir par le thyristor de blocage T3 au transformateur m2. Le moteur m3 et les enroulements m3/1 et m3/3 des pâles de commutation, ainsi que de l'induit m3/2 du moteur m3,agissent, dans le cas du circuit selon l'invention, comme dispositif de filtrage pendant le fonctionnement en chargeur. Â l'aide de ce dispositif de filtrage, on réduit la composante en courant alternatif du courant redressé. Pendant la période au cours de laquelle aussi bien le thyristor principal TI que le thyristor d'amorçage T2 sont bloqués, la diode libre nl permet le passage du courant provenant du dispositif de filtrage moteur m3 à courant continu) en direction de la batterie n2. REVENDICATIONS 1.- Equipement moteur à courant continu alimenté par batterie avec commande par impulsions comportant un thyristor principal, un thyristor de désamorçage, un condensateur de désamorçage ainsi qu'une inductance servant en même temps de dispositif de charge asservi ou commandé, caractérisé par l'utilisation d'un thyristor de blocage dans le circuit d'inversion de polarité de la charge du condensateur de désamorçage, raccordement de l'anode du thyristor principal au pôle positif de la batterie, raccordement de la cathode du thyristor de désamorçage à la cathode du thyristor principal et utilisation d'un transformateur à prise médiane, au maximum trois contacteurs étant prévus pour le passage du régime de marche de l'équipement moteur à courant continu au régime de charge de sa batterie. 2.- Equipement selon la revendication 1, caractérisé en ce que, parmi les trois contacteurs, deux sont des interrupteurs tandis que le troisième est un commutateur. 3.- Equipement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'induit et les enroulements des pôles de oommutation du moteur à courant continu, utilisé comme organe moteur7 sont employés en régime de charge comme éléments de filtrage. 4.- Equipement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit aboutissant au pôle positif de la batterie passer pendant le fonctionnement en chargeur, par les enroulements de pôles de commutation et l'induit du moteur. 5.- Equipement selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le condensateur de désamorçage sert, pendant la charge, à la compensation du courant réactif. 6.- Equipement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le condensateur de désamorçage est raccordé aux anodes du thyristor principal et du thyristor de désamorçage. 7.- Equipement selon l'une des revendications 2 à 6, oarac- térisé en ce qu'une diode libre, associée au moteur, est également utilisée comme diode libre lors du fonctionnement en chargeur. 8.- Equipement selon la revendication 7, caractérisé en ce que la diode libre est raccordée, par son anode, au poule négatif de la batterie et, par sa cathode, au pôle positif du circuit de commande par impulsions.