Brevet FR2214195A1 — publié le 19740809

La présente invention concerne un dispositif destiné à l'extinction du thyristor de freinage associé à un moteur à excitation séparée ou compound utilisé en traction et freinage. Dans la plupart des dispositifs connus pour passer de traction en freinage et vice versa on emploie un pulseur de freinage, organe constitué d'un thyristor principal, d'inductances, de capacités et de thyristors auxiliaires dans le but de rendre cet organe soit passant soit non conducteur. Il a pour rôle en effet de faire débiter le moteur fonctionnant en génératrice sur une résistance de freinage dissipant le courant produit par la génératrice. Ce pulseur peut être remplacé par un simple thyristor auquel cas il faut pour l'éteindre lui appliquer un courant de sens inverse. Un dispositif utilisé jusqu'à présent consistait à inverser le courant dans l'enroulement d'excitation séparée grâce à l'adjonction de thyristors, d'une diode et d'un condensateur a cet enroulement drexcitation séparée. L'inconvénient du systéme antérieur provenait de la difficulté de contrôler les séquences pour réaliser l'inversion de courant dans le thyristor de freinage et de l'impossibilité de réduire le courant dans llexcitation séparée à une valeur tres faible. L'inconvénient d'un pulseur de freinage était dû à la multiplicité des pulseurs utilisés résultant en une complication de leur mise en oeuvre. Le dispositif suivant la présente invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci il est possible d'obtenir l'extinction du thyristor de freinage par l'ad- jonction de composants non commandés ce qui résulte dans une simplification des séquences de commande. L'invention a pour objet un dispositif destiné à ltextinction du thyristor- de freinage d'un moteur à courant continu a excitation séparée su compound, le thyristor de freinage étant branché en série avec une résistance de freinage, caractérisé par le fait que l'extinction du thyristor de freinage est réalisée par une chute de tension due au passage d'un courant induit du moteur à l'intérieur d'une première diode montée tête-bêche aux bornes dudit thyristor de freinage. Selon une particularité de l'invention le dispositif dlun moteur compound est caractérisé par le fait que ladite première diode est commune a deux mailles dont l'une comporte ledit thyristor de freinage et l'autre comporte ladite. résistance de freinage, une inductance d'atténuation et l'induit du moteur et qu'une deuxieme diode de même sens de conduction que ladite première diode est disposée dans une maille comportant ladite résistance de freinage, ladite inductance d'atténuation et l'inducteur série du moteur. Selon une autre particularité de l'invention le dispositif d'un moteur à excitation séparée est caractérisé par le fait que ladite première diode est commune à deux mailles dont l'une comporte ledit thyristor de freinage et l'autre comporte ladite résistance de freinage, une inductance d'atténuation et llinduit du moteur et qu'une deuxième diode de même sens de conduction que ladite première diode est disposée dans une maille comportant ladite résistance de freinage et ladite inductance d'atténuation. En se référant aux figures schématiques I et 2 ci-jointes on va décrire ciaprès un exemple de mise en oeuvre de la présente invention, exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif. Les mêmes éléments représentés sur les deux figures portent les mêmes références. La figure 1 représente un schéma de principe du dispositif d'extinction d'un moteur compound. La figure 2 représente un schéma de principe du dispositif d'extinction d'un moteur à excitation séparée. Tel que représenté sur la-figure 1 le moteur compound comporte un induit 1, une bobine d'inductance à excitation séparée 2 et un inducteur série 3. Ce moteur fonctionne en traction ou en freinage auquel cas il se transforme en génératrice. Le moteur est-alimenté par une source de tension continue + et - dont le courant est haché par-intermittence grâce à un pulseur d'induit 4 et un pulseur d'excitation séparée 5. Ces pulseurs sont électroniques et permettent au circuit:sur lequel ils sont intercalés d'être soit conducteur soit non conducteur. Une diode de roue libre 6 est disposée en parallèle sur l'inducteur à excitation séparée 2 de façon que-le courant emmagasiné dans la self puisse se boucler lorsque lepulseur d'excitation séparée 5 est non conducteur. Une résistance de shuntage 7 est disposée en permanence aux bornes de l'inducteur série 3.La charge du moteur tonction- nant en.génératrice est réalisée par une résistance de freinage 8 branchée au point commun de l'inducteur série 3 et de l'induit 1. En série avec cette résistance de freinage 8 est disposée une inductance 9 d'atténuation des variations de courant dans la résistance de freinage. Egalement en série avec la résistance de freinage 8 est disposé un thyristor de freinage 10 dont la cathode est reliée au pôle negatif de la source de tension continue.Deux diodes de roue libre 11 et 12 montées dans le même sens de conduction sont l'une disposée aux bornes du thyristor 10 et placée tête-bêche par rapport à ce dernier, l'autre disposée entre le point commun à l'anode du thyristor et a l'inductance d'atténuation 9 et un point commun au pulseur d'induit 4 et à l'inducteur série 3. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: En traction, le thyristor de-freinage 10 ne conduit pas. Le pulseur induit -4 maintient un courant dans l'induit du moteur ] dans le sens de la flèche, ce courant se dirigeant vers le pôle - de la source. Ce courant ne passe pas par la résistance de freinage 8. De même le pulseur d'excitation séparée 5 contrôle le courant dans l'excitation séparée 2. En freinage, le pulseur induit 4 n'est pas conducteur et le thyristor de freinage 10 est allumé par action sur sa gâchette. Le pulseur d'excitation séparée 5 est toujours -conducteur et on contrôle la puissance de freinage par le courant d'excitation séparée. En freinage le moteurfonctionne en génératrice dont le pôle est situé du côté du pôle - de la source et le pôle r du coté de la résistance de freinage 8. La génératrice débite un courant contrôfé par l'excitation séparée d'autant plus important que le courant passant par l'excitation séparée est plus grand. Le courant passe par la résistance de freinage 8, 17inductance d'atténuation 9 et le thyristor de freinage 10. Le passage de freinage en traction est effectué par la séquence suivante ayant pour but d'éteindre le thyristor de freinage 10. On fait passer le pulseur d'excitation séparée 5 à l'état non conducteur et on attend que le courant dans la bobine d'excitation séparée 2 tombe à une valeur réduite. On allume alors le pulseur induit 4. Le courant en provenance du pulseur d'induit 4 passe par deux branches, la branche comportant la résistance de freinage 8 et le thyristor de freinage 10 et la branche comportant l'induit 1 du moteur. On éteint le pulseur induit 4 dès que le courant se met à parcourir l'induit 1 du moteur dans le sens de la flèche.Le courant lancé dans l'induit 1 du moteur se boucle- soit par la diode 11, l'inductance 9 et la résistance de freinage 8, soit par la diode 11, la diode 12 et l'ensemble de-l'inducteur serie 3 et de la résistance de freinage 7. Le courant lancé dans l'inducteur série 3 se boucle par la résistance de freinage 8, l'inductance 3 et la diode 12. La chute de tension qui se produit aux bornes de la diode 11 suffit pour couper le thyristor 10. Dès que le thyristor 10 est éteint on passe en traction normale en allumant le pulseur induit 4 et le pulseur d'excitation séparée 5. On obtient les courants désirés dans l'induit du moteur et l'inductance à excitation séparée -2. Il est à noter que toutes -les opérations d'allumage et d'extinction des pulseurs 4 et 5 ainsi que l'allumage du thyristor de freinage 10 suivent un programme prédéterminé entièrement automatique mis en route par les commandes manuelles de traction ou de freinage. Sur la figure 2 on voit un schéma correspondant à un moteur à excitation séparée. Le circuit d'inducteur série 3 et de la résistance de shuntage 7 a été supprimé et l'on retrouve dans la figure 2 les éléments de la figure 1. Le principe de fonctionnement est le même que précédemment. En traction, alimentation de l'induit 1 par un courant dans le sens de la flèche. En freinage, un courant en sens inverse de la flèche parcourt l'induit 1, la résistance de freinage 8, l'inductance 9 et le thyristor de freinage 10. En traction, pendant la période de roue libre, un courant généré dans l'induit 1 parcourt dans le sens de la flèche la diode il et la diode 12. Ce courant passant par la diode 11 suffit à éteindre le thyristor 10. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains des éléments du dispositif pouvant être rempla cés par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. Le dispositif objet de l'invention peut être utilise dans tous les cas où l'une des diodes de roue libre permet l'extinction du-thyristor de freinage d'un moteur utilisé en traction et en freinage. Les applications particulièrement intéressantes concernent les véhicules à propulsion électrique (routiers, ferroviaires,...) et tous dispositifs de manutention entraînés par moteur électrique à courant continu appelé à fonctionner selon les circonstances en moteur ou en génératrice-frein. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à l'extinction du thyristor de freinage d'un moteur à courant continu à excitation séparée ou compound, le thyristor de freinage étant branché en série avec une résistance de freinage caractérisé par le fait que l'extinction du thyristor de freinage est réalisée par une chute de tension due au passage d'un courant du moteur à l'intérieur d'une première diode montée têtebêche aux bornes dudit thyristor de freinage. 2. Dispositif destiné'à l'extinction du thyristor de freinage d'un moteur compound selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite première diode est commune à deux mailles dont l'une comporte ledit thyristor de freinage et l'autre comporte ladite résistance de freinage, une inductance d'atténuation et l'induit du moteur et qu'une deuxième diode de même sens de conduction que ladite première diode est disposée dans une maille comportant ladite résistance de freinage, ladite inductance d'atténuation et l'inducteur série du moteur. 3. Dispositif destiné à I'extinction du thyristor de freinage d'un moteur a excitation séparée selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ladite premiere diode est commune à deux mailles dont l'une comporte ledit thyristor de freinage et l'-autre comporte- ladite résistance de freinage, une inductance d'atténuation et l'induit du moteur et qu'une deuxième diode de même sens de conduction que ladite première diode est disposée dans une maille comportant ladite résistance de freinage et ladite inductance d'atténuation.