Brevet FR2215746A1 — publié le 19740823

L'invention a trait à un entraSnement par moteur à courant continu à excitation séparée, alimenté à partir d'une source de tension alternatIve par l'intermédiaire d'un redresseur ou d'un convertisseur0 Si un moteur à courant continu à vitesse variable est alimenté par une source d'excitation à puissance constante, le couple n du moteur à courant continu dsrots quand la vitesse de rotation n'augmente Un exemple typique d'un tel entrainement est un véhicule Diesel-électrique dont la courbe caractéristique-couple-vitesse est représentée sur la figure 1. Si on utilise comme moteur un moteur série, on peut obtenir sans moyen supplémentaire une caractéristique couple vitesse du-moteur qui se rapproche de la courbe de la figure 1 L'inconvénient majeur de la machine série est la dépense importante résultant du changement de sens-de marche pour les relais d'inversion d'induit et pour la variation du champ par shuntaged On peut aussi obtenir une caractéristique de moteur série avec un moteur a excitation séparée, lorsque le champ est réglé en fonction du courant d'nduit. Avec une telle régulation de champ, on peut régler très facilement le moteur et le champ pour le changement de sens de marche peut être renversé, sans grandes dépenses d'appareillages électriques.La base d'une telle commande est une source d'énergie.auxiliaire pour l'enroulement d'excitation. Pour les couples moteurs élevés le champ doit être augmenté en conséquence Par suite -etsi anle compare à la marche à vitesses de rotation plus élevées il est nécessaire de disposer d'une puissance d'excitation plus élevée pour laquelle la source d'énergie auxiliaire devra être établie. Si on dispose déjà d'une source auxiliaire, d'énergie puissante, alors il faut installer pour la régulation du champ, un élément de régulation de tension dimensionné en fonction de la.puissance d'excitation maximum. Dans les cas où il n'existe pas de source d'énergie auxiliaire, on utilise par exemple un générateur supplémentaire avec-régulation de tension. L'objet de l'invention est d'obtenir une caractéristique de moteur série dans un moteur à courant continu à excitation séparée, sans que l'on doive installer un générateur auxiliaire ou un dispositif de régulation de tension avec les éléments de régulation correspondants. Dans un entratnement du type décrit ci-dessus, ce résultat est atteint par le fait que pour obtenir une caractéristique série, on insère dans les lignes électriques de liaison entre la source de tension alternative et le redresseur ou convertisseur nn transformateur de coursant, dont l'enroulement secondaire est relié à l'enroulement d'excitation du moteur par l'intermédiaire d'un redresseur. Le transformateur de courant alimente l'enroulement d'excitation avec un courant dont la valeur est dans un rapport déterminé avec le courant d'induit et varie proportionnellement à celui-ci9 On obtient ainsi une caractéristique de moteur série du moteur à excitation séparée sans dépense de régulation. lies relais du renversement de champ doivent être établis seulement pour la puissance d'excitation. L'invention est expliquée plus en détail à l'aide des exemples de réalisation indiqués sur les figures 2 et 3. Dans le système de traction par groupe Diésel-électrique illustré sur la figure 2, un moteur Diesel 1 entrasse un alternateur synchrone 3 par l'arbre 2. Ce générateur synchrone possède un enroulement d'excitation 4 et des enroulements statoriques 5 aux bornes de sortie desquels on ob- tient une tension alternative. Un moteur à courant continu 6 servant à l'entraSnement du véhicule est réuni par son induit 7 à l'enroulement statorique 5 de l'alternateur 3 par l'intermédiaire d'un redresseur 9.Pour obtenir une caractéristique de moteur série on a inséré dans les lignes électriques de liaison 10 entre l'alternateur 3 et le redresseur 9, un transformateur de courant 11 dont les enroulements secondaires 12 sont reliés å l'enroulement d'excitation 8 du moteur 6 par l'intermédiaire d'un redresseur 13 et le courant est alors proportionnel au courant dans l'induit du moteur. Si la fréquence de l'alternateur n'est pas prescrite, il est avantageux de construire celui-ci pour une fréquence assez élevée. Alors la dimension du transformateur d'intensité 11, construit par exemple pour du courant à40O Rz peut être fortement réduite. Le poids du .système d'entraenement se trouve diminué. On peut augmenter le couple d'une manière connue en affaiblissant le champ. Dans ce but on place en paral- lèle au champ une résistance 14. Selon le schéma présenté sur la-figure 3 dans- lequel le moteur est alimenté à partir d'un réseau triphasé R S oe, I'enroulement secondaire du transformateur de courant est réparti en deux enroulements partiels 12a et 12b. Après chacun de ces enroulements partiels 12a, 12b est placé un redresseur 13a, 13b et on a prévu un appareillage électrique de couplage à l'aide duquel les enroulements partiels peuvent être montés ensemble avec les redresseurs au choix en parallèle ou en série. les deux enroulements partiels 12a, 12b peuvent être branchés en parallèle avec les redresseurs 13a, 13b par l'intermédiaire des diodes 15 et 16 Si on ferme l'interrupteur 17 les enroulements partiels sont montés en série avec les redresseurs.En marche normale l'enroulement d'excitation 8 du moteur est alimenté par les enroulements partiels 12a, 12b branchés en arallèle ; pour l'affaiblissement du champ les enroulements partiels 12a, 12b y compris les redresseurs 13a et 13b sont montés en série. De cette manière on obtient un affaiblis- sement de champ sans shuntage. Le transformateur de courant et le redresseur n'ont pas besoin d'être établis pour une puissance plus élevée du fait de la répartition en enroulements partiels0 Les montages indiqués sur les figures 2 et 3 peuvent etre employés aussi pour des entraînements à plusieurs moteurs.Un transformateur de courant commun avec redresseur peut servir à l'alimentation de tous les enroulements d'excitation des moteurs.Une autre possibilité consiste à alimenter chaque enroulement d'excitation du moteur par l'enroulement secondaire partiel d'un transformateur de courant commun. Le transformateur de courant, du fait qu'il n'exige aucun entratnement mécanique, n'a pas d'exigences particulières vis-à-vis de son mode et de sa position de montage par comparaison avec un alternateur auxiliaire. également le groupe moteur (Diesel) n'a pas besoin de sortie d'entrarnement supplémentaire ce qui donne une liberté de construction plus grande. Pour le renversement de marche, l'appareil- lage électrique nécessaire est tien plus petit qu'avec les moteurs série du type connu, car il n'a besoin d'être dimensionné que pour la puissance d'excitation. RE V E N D I C A T I O N S 1. EntraSnement par moteur à courant continu à excitation séparée et alimenté par une source de tension alternative par l'intermédiåire d'un redresseur ou d'un convertisseur, caractérisé par le fait que pour obtenir une caractéristique série on insère dans les lignes électriques de liaison entre la source de tension alternative et le redresseur ou convertisseur, un transformateur de courant dont l'enroulement secondaire est relié à l'enroulement d'excitation du moteur à courant continu par l'intermidiaire d'un redresseur. 2. EntraSnement suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que I'enr.oulement secondaire du transformateur d'intensité est divisé en deux enroulements partiels, qu'un redresseur est monté en aval de chaque enroulement partiel et qu'un appareillage électrique est prévu permettant de coupler les enroulements partiels avec leurs redresseurs au choix en série ou en parallèle.