Brevet FR2263920A1 — publié le 19751010

La présente invention concerne un équipement pour la transmission des ordres de traction et de freinage aux organes d'une rame de métropolitain, à partir du manipulateur de conduite* Une rame de métropolitain comporte plusieurs voitures dites motrices, munies de moteurs de traction et comprenant également des organes de freinage. La conduite d'une rame exige la commande simultanée de toutes les motrices à partir d'un organe de commande uniques Dans les équipements actuellement connus, le manipulateur parcourt une série de plots et ses changements de position sont transmis aux organes de commande des autres motrices par autant de lignes de train qu'il y a de plots. A chaque changement de plot la tension d'alimentation des moteurs varie de manière discontinue, ce qui entrain une variation discontinue du couple moteur. De tels équipements nécessitent un grand nombre de lignes de train, ce qui diminue la fiabilite du système. Ltéquipement selon l'invention est au contraire carac térisé par l'absence de contacts électriques en mouvement, par la continuité de son fonctionnement et par un nombre réduit de lignes de train. Associé par exemple à des hacheurs de courant, il permet de faire varier la tension de sortie de ces hacheurs de manière continue.Le couple des moteurs dont la tension d'alimentation varie de maniere continue varie aussi de manière continue, ce qui entrain une plus grande souplesse d'exploitation. L'équipement selon l'invention présente les autres avantages suivants: Il est insensible aux parasites. Les récepteurs placés sur les motrices pour transmettre les signaux de commande sont branchés en série avec la ligne de train, ce qui va dans le sens de la sécurité. Le courant d'entrée dans les récepteurs est indépendant de leur nombre. L'équipement selon l'invention est à sécurité intrinsè- que au sens ferroviaire du terme, I'apparition d'une panne se traduisant toujours par une diminution du courant continu de commande. L'équipement, objet de l'invention est caractérisé en ce qutil comporte A - Sur la motrice de tête, un capteur transformant la position du manipulateur en courant continu et un amplificateur ma gnétique utilisant ledit courant dans son enroulement de commande, ayant son enroulement de puissance en série avec un circuit limi teur et débitant par l'intermédiaire d'un redresseur sur une ligne de train, B - Sur chacune des motrices, un circuit de réception com magné tiques portant deux amplificateurs/dont les enroulements de commande sont en série avec la ligne de train, l1enroulement de puissance du premier amplificateur délivrant un signal de commande destiné à l'organe de freinage, le deuxième amplificateur, du type autosaturable, ayant un enroulement de polarisation alimenté par une source auxiliaire de courant continu et étant contrôlé par un troisième amplificateur magnétique, l'enroulement de puissance du deuxième amplificateur délivrant un signal de commande destiné à ltorgane de traction. Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple un mode de réalisation d'un équipement conforme à l'invention où - la figure 1 représente le circuit émetteur de la motrice de tête dont l'entrée est reliée à un capteur de la position du manipulateur de cette motrice et dont la sortie est reliée à une ligne de train, - la figure 2 représente le circuit récepteur d'une motrice quelconque avec un circuit de contrôle commun à ce récepteur et à un deuxième récepteur de la motrice, - la figure 3 représente schématiquement les plages de fonctionnement du manipulateur, - la figure 4 représente le courant dans la ligne de train et les tensions de commande des organes de traction et de freinage en fonction de la position du manipulateur, - la figure 5 représente les caractéristiques du courant de charge des amplificateurs magnétiques utilisés, en fonction de leurs ampèreftours de commande, - la figure 6 représente le circuit de transmission des deux signaux de commande de freinage et des deux signaux de commande de traction fournis par les deux circuits récepteurs d'une motrice aux organes de commande de freinage et de traction de celle-ci. Sur la figure 1 est représenté un capteur 1 de la position du manipulateur,alimentant I'enroulement de commande d'un amplificateur magnétique 2 dont l'enroulement de puissance est en série avec celui d'un autre amplificateur magnétique 3, qui travaille en limiteur de courant, et avec le primaire d'un transformateur 4, aux bornes d'une source de courant alternatif 5. L'enroulement de commande de l'amplificateur magnétique 3 est branché sur une source 10 de courant continu* Le capteur 1 est par exemple selon le modèle décrit dans la demande de brevet 74.0sss6du 15 Mars 1974 de la demanderesse. Le secondaire du transfbrmateur 4 est branché aux bornes d'un redresseur 6 qui alimente une ligne de train 8 à travers l'enroulement de commande d'un amplificateur magnétique 7 dont l'enroulement de puissance est en série avec une lampe de signalisation 9 et la source de courant alternatif 5 aux bornes 17 et 12. Sur la figure 2 sont représentés la ligne de train 8 alimentant en série l'enroulement de commande d'un amplificateur magnétique 13 et un des deux enroulements de commande d'un amplificateur magnétique à autosaturation 14, l'enroulement de puissance de l'amplificateur 13 étant en série avec une résistance 15, primaire d'un transformateur i6 et une source auxiliaire de courant alternatif 17. Le secondaire du transformateur 16 alimente un redresseur 18 dont la sortie continue est en série avec une résistance 19 et l'enroulement de commande 26 d'un transformateur saturable 25. Le deuxième enroulement de commande de l'amplificateur 14 est en série avec l'enroulement de commande d'un amplificateur 20 et une source auxiliaire de tension continue 21. Lesenroule- ments de puissance des amplificateurs 14 et 20 sont en série avec un redresseur 23 et une source auxiliaire de tension alternative 22. La sortie continue du redresseur 23 alimente l'enroule- ment de commande 28 du transformateur saturable 25 à travers une résistance 24. Les enroulements de commande 27 et 29 du transformateur saturable 25 sont alimentés respectivement par les circuits d'un deuxième récepteur identique correspondant à ceux qui alimentent les enroulements de commande 26 et 28 du transformateur saturable 25. Les deux circuits récepteurs ont en commun un circuit de con trôle comprenant le transformateur saturable 25 dont l'enroulement primaire (30 et 31) est en série avec une résistance 32, l'enroulement de puissance d'une inductance saturable 33 et une autre source auxiliaire de tension alternative 34. L'enroulement de commande de l'inductance saturable 33 est-allmenté en 35, comme précisé ci-après, par l'enroulement secondaire du transformateur saturable du dispositif de contrôle de la motrice suivante, côté queue de la rame. L'enroulement secondaire (36 et 37) du transformateur saturable 25 alimente, par l'intermédiaire d'un redresseur auxiliaire 38, une lampe de signalisation 39 en série avec l'enroulement de commande de l'inductance saturable du dispositif de contrôle de la motrice précédente, c8té tete de la rame Sur la figure 3, est représenté schématiquement l'index OM du manipulateur, l'extrémité M pouvant se déplacer sur un demicercle de diamètre AD en passant successivement sur les points A, B, C, D. L'index OM fait avec le segment de droite OA un anglelp, Sur la figure 4, sont représentés le courant I, dans la ligne de train 8, la tension de commande U1 de l'organe de freinage et la tension de commande U2 --de l'organe de traction en fonction de l'angle f du manipulateur,On précisera plus loin U1 et U2. Sur la figure 5 sont représentés respectivement les courants de charge 125 et I14 du transformateur saturable 25 et de l'amplificateur magnétique à autosaturation 14 en fonction des ampéretours d'excitation NI fournis par leurs enroulements de commande. Sur la figure 6 sont représentés les signaux de comman- de de ltorgane de freinage venant des deux circuits récepteurs et transmis à l'entrée El E2 de l'organe de freinage à travers les diodes D1 et D2 et les résistances 19 et 19a,et les signaux de commande de ltorgane de traction venant des deux circuits récepteurs et transmis à l'entrée E'1 E'2 de l'organe de traction à travers les diodes D'1 et D'2 et les résistances 24 et 24a, les résistances 19a et 24a étant les résistances du deuxième circuit récepteur correspondant respectivement aux résistances 19 et 24 du premier circuit récepteur. Le fonctionnement de ltéquipement est le suivant: Le demi-cercle ABCD comporte trois zones: la zone de freinage AB, la zone neutre BG et la zone de traction CD. Le capteur 1 (fig.1) délivre un courant continu fonction de la position du manipulateur repérée par l'angle t de la figure 3; c'est une fonction croissante de Dans la ligne de train 8 on obtient un courant continu amplifié I que l'amplificateur 3 permet de limiter à une valeur déterminée, correspondant à une vitesse limite. Le courant I traverse l'enroulement de commande de l'amplificateur magnétique 7 qui sert ainsi de contrôle grâce à la lampe de signalisation 9 en série avec son enroulement de puissance. En effet, l'amplificateur 7 est saturé quand le courant I dans la ligne de train 8 atteint la valeur correspondant à (P = O (fig.4). La lampe 9 est allumée. En cas de coupure dans les circuits alternatifs des amplificateurs 2 ou 3, ou dans la ligne de train 8, le courant de commande I tombe à zéro, l'amplificateur de contrôle 7 est désaturé et la lampe 9 s'éteint. La tension Ul est proportionnelle à l'angle y du mani- pulateur jusqu'à la position B. Pour l'arc de cercle BCD, la tension U1 reste constante et égale à la tension correspondant à la position B, dite de freinage nul, la position de l'index OM en A correspondant au freinage maximal. La tension U2 est nulle pour l'arc de cercle ABC* Pour l'arc de cercle CD, la tension U2 est proportionnelle à l'angle COM, Pour les valeurs de I correspondant à la zone de freinage AB du manipulateur, le courant de sortie à travers la résistance 19 est proportionnel àCP, puisque l'amplificateur magnétique 13 n'est pas saturé. Pour les valeurs de I correspondant à la zone BCD du manipulateur, le courant de sortie à travers la résistance 9 n'augmente pas, car l'amplificateur 13 est saturé. Aux bornes de la résistance 19 on recueille une caractéristique de tension U7 conforme à celle de la figure 4. On obtient la tension U2 à l'aide du circuit comprenant les amplificateurs magnétiques 14 et 20. Les deux enroulements de commande de l'amplificateur 14 sont bobinés en sens inverse. L'amplificateur 20 est saturé par le meme courant de polarisation que celui de Iramplificateur 14. Si le courant de polarisation de ltamplificateur 14 vient à disparaitre, l'amplificateur 20 ngest plus saturé et l'amplificateur 14 n'est plus alimenté Le signal de sortie de 14 est nul. La caractéristique de commande de l'amplificateur 14 est représentée figure 5 par la courbe I14 en fonction de NI, I14 représentant le courant continu traversant la résistance 24 et NI les ampèreFtours fournis par les enroulements de commande de l'amplificateur 14 qui est à autosaturation. Le courant de polarisation fait partir le point de fonctionnement de l'amplificateur 14 du point K de la figure 5c Le courant dans la ligne de train fournit des ampèretours de sens opposé aux ampèreetours de polarisation. Lorsque le manipulateur M se déplace de A vers C, le point de fonctionnement se déplace de K vers L. Lorsque le manipulateur va de C vers D, le point de fonctionnement se déplace de L à J Aux bornes de la résistance 24, on recueille une tension de commande de l'organe de traction qui est conforme à la tension U2 donnée par la courbe de la figure 4. La tension U1 commande l'organe de freinage de manière que le freinage soit maximal quand la tension est nallewet nul quand la tension est maximales Dans la zone de traction CD du ma manipulateur la tension U2 commande ltorgane de traction de maniè-re que la traction soit nulle quand la tension est nulle, et maximale quand la tension est maximale.Le freinage est nul dans cette BC zone de même que dans la zone/dite zone neutre (traction nulle, freinage nul) Les enroulements 26,27,28,29 du transformateur saturable 25 sont bobinés demanière que lorsque les courants de sortie des deux circuits récepteurs sont équilibrés, les ampèrestours des enroulements correspondants s'annulent deux à deux et la lampe 39 est allumée lorsque l'amplificateur 33 est saturé, ce qui fait que l'amplificateur 33 de la motrice précédente est saturé. Si une panne apparaît dans un des circuits récepteurs, celle-ci se traduit par une différence entre les courants de sortie de ces deux circuits, la différence de courant sature le transformateur saturable 25, la lampe 39 s'éteint et l'amplificateur 33 de la motrice précédente est désaturé, ce qui entraîne l'extinction de la lampe 39 correspondante et ainsi de suite jus qu'à la lampe 39 de la motrice de tête. Dans la motrice de queue, l'enroulement de puissance de l'amplificateur 33 est court-circuité ,et dans la motrice de tête le redresseur 38 est fermé sur la lampe 39 correspondante. Si les deux tensions U1 provenant des deux circuits récepteurs sont différentes, l'organe de commande est attaqué par la plus grande des deux. Il en est de même pour ce qui concerne la commande de l'organe de traction0 Les défauts de fonctionnement sont signalés au conducteur par l'extinction d'une des lampes 9 ou 39 L'équipement selon l'invention a ainsi une très grande fiabilité. Il s'applique à la commande des motrices de rames de métropolitain0 REVENDICATIONS équipement pour la transmission continue de la position du manipulateur de conduite d'une rame de métropolitain aux or ganes de commande de traction et de freinage de chacune des mo trices de la rame, caractérisé en ce qu?il comporte:: A - Sur la motrice de tete, un capteur transformant la posi tion du manipulateur en courant continu et un amplificateur ma magnétique utilisant ledit courant dans son enroulement de comman de, ayant son enroulement de puissance en série avec un circuit limiteur et débitant par l'intermédiaire d'un redresseur sur une ligne de train, B - Sur chacune des motrices, un circuit de réception com magne tiques portant deux amplificateurs/dont les enroulements de commande sont en série avec la ligne de train, 11 enroulement de puissance du premier amplificateur délivrant un signal de commande desti né à l'organe de freinage, le deuxième amplificateur, du type autosaturable, ayant un enroulement de polarisation alimenté par une source auxiliaire de courant continu et étant contralé par un troisième amplificateur magnétique, l'enroulement de puissance du deuxième amplificateur délivrant un signal de com mande destiné à l'organe de traction. 2.- équipement selon la revendication 1, associé à un équipement identique où les deux circuits de réception ont un dispos i- tif de contra le commun comportant un transformateur saturable dont d'une part les enroulements de commande sont constitués par deux couples de bobines identiques à flux soustractifs alimentées respectivement et par l'intermédiaire de redresseurs par les deux signaux de commande de l'organe de freinage et les deux signaux de commande de l'organe de traction, dont d'autre part l'enroulement primaire est branché aux bornes d'une source auxiliaire de tension-alternative en série avec une résistance et avec l'enroulement de puissance d'une inductance saturable dont l'enroulement de commande est alimenté comme précisé ciaprès par l'enroulement secondaire du transformateur saturable du dispositif de centrale de la motrice suivante, et enfin dont l'enroulement secondaire alimente par l'intermédiaire d'un re dresseur auxiliaire une lampe de signalisation en série avec l'enroulement de commande de l'inductance saturable du disposi tif de contrôle de la motrice précédente, l'inductance satura ble étant court-circuitée dans la motrice de queue et la lampe de signalisation étant reliée directement aux bornes du redres seur auxiliaire dans la motrice de tête 3,- Equipement selon la revendication 2 dans lequel, pour chaque motrice, les deux signaux de commande de l'organe de frei nage sont appliqués chacun à travers une diode, à l'entrée de l'organe de freinage et les deux signaux de commande de 11 organe de traction sont appliqués, chacun à travers une autre diode à l'entrée de l'organe de traction.