Brevet FR2286722A1 — publié le 19760430

L'invention concerne un montage pour la prévention du patinage ou ds l'emballement des engins de traction å plusieurs moteurs, par comparaison des tensions présentes sur les induits des moteurs de traction au moyen d'un élément de mesure, une action sur le dispositif de commande (graduateur) des moteurs de traction est alors déclenchée stil apparaît un écart entre les tensions. Un tel montage est connu par exemple par le brevet allemand ne 598.643. Avec ce dispositif connu, les moteurs de traction sont couplés électriquement en parallèle et on surveille la différence de potentiel entre les bornes d'induit. L'apparition dtune différence de tension entre les deux bornes dénote une différence entre les vitesses des deux moteurs, ce qui signifie que l'essieu moteur entraîné par l'un des moteurs s'est mis à patiner. Avec un relais commandé par la différence des tensions on colRande une réduction du couple de freinage ; on empêche par conséquent qu'il se produise une réduction de valeur de la résistance de freinage, qui entrainerait une augmentation du couple et par conséquent un renforcement du patinage, alors qu'en agissant ainsi il devient possible de rétablir l'adhérence du jeu de roues qui patine. Cependant, avec un tel dispositif, l'élément de mesure (le relais) se trouve à la tension des moteurs, et il est difficile de structurer l'élément de mesure pour que celui-ci présente en même temps un seuil de fonctionnement suffisamment bas et un isolement de la bobine et du système de contacts correspondant à la tension-série du circuit des moteurs. En outre, le système de contacts d'un tel élément de mesure ne fournit qu'un signal "0" ou un signal "i* et ne donne par conséquent aucune information sur la vitesse de variation du phénomène d'emballement ou de patinage. L'objet de l'invention est par conséquent de réaliser un dispositif du genre décrit dans le préambule, avec lequel on obtient une séparation convenable des potentiels entre le dispositif d'acquisition et le dispositif de traitement et qui tient compte de la vitesse de variation du phénomène de patinage, afin de permettre avec la commande d'un frein électrodynamique à réglage continu une réduction progressive de l'effort de freinage. Le même dispositif doit aussi empêcher un emballement au cours de l'accélération. Dans le dispositif du genre mentionné dans le préambule, la solution du problème posé consiste en ce qu'aux bornes d'induit des moteurs de traction connectés en série sont raccordés deux enroulements d'un transformateur à trois enroulements, couplés en série et en opposition de flux sur un circuit magnétique commun et constituant l'enroulement primaire, tandis que l'enroulement secondaire alimente un dispositif à seuil, suivi d'un élaborateur de valeur absolue, suivi d'un étage intégrateur à la sortie duquel, au repos, on trouve une tension maximale de valeur définie qui décroît vers zéro lorsqu'un signal est présent à l'entrée de l'in- tégrateur en fonction de la valeur de ce signal, la raideur du signal de sortie dépendant de l'amplitude du signal d'entrée tandis que sa valeur dépend de la durée d'application de celui-ci et qu'en outre, à la sortie de l'étage intégrateur sont branchés d'une part un comparateur et d'autre part une première entrée d'un étage réducteur de la valeur de consigne du freinage dont l'autre entrée est reliée à un élaborateur de consigne de freinage, l'ensemble fonctionnant de telle manière, qu'une diminution de la tension de sortie de l'étage intégrateur fait apparaître d'une part à la sortie du comparateur un signal binaire agissant sur le dispositif de commande pour immobiliser le dispositif d'entrainement du graduateur et que d'autre part elle entraine une réduction progressive de la tension de sortie de l'étage réducteur de la consigne de freinage, agissant sur le dispositif de commande, et qu'après la disparition du patinage, avec la remontée de la tension de sortie de l'étage intégrateur, la consigne de freinage est ramenée à la valeur ajustée. Grâce à l'insertion du transformateur à trois en mulements on réalise une séparation des potentiels entre les induits des moteurs de traction, qui sont connectés à une tension élevée, et le dispositif de traitement de l'information qui travaille avec une tension basse. Ce montage permet de tenir compte de la vitesse de variation de la vitesse de rotation de l'un des moteurs, de tenir compte par conséquent de l'intensité du phénomène de patinage. Selon la valeur de la vitesse de variation, il est possible alors d'obtenir une réduction plus ou moins forte de la consigne de freinage du frein électrodynamique. Dans une extension de l'invention il est prévu que la réduction de la valeur de consigne de freinage, est obtenue dans l'étage réducteur de la valeur de consigne du freinage soit par limitation, soit par multiplication soit par soustraction. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu que l'élaboration de la valeur de consigne, leélabora- tion de la valeur absolue et l'intégration soient réalisées au moyen d'un amplificateur opérationnel unique. D'autres détails et extensions avantageuses de 1'inven- tion découlent de l'exemple de réalisation décrit ci-dessous et illustré par le dessin dont les différentes figures représentent respectivement Figure 1 un schéma fonctionnel du dispositif antipatinage selon l'invention et Figure 2 un schéma du dispositif raccordé au troisième enroulement du transformateur. Dans le schéma fonctionnel de la figure 1, 11 et 12 désignent les deux moteurs à courant continu connectés en série tarr dis que 21 et 22 désignent les deux enroulements du transformateur 2 qui sont raccordés aux bornes d'induit des moteurs à travers les résistances additionnelles respectives 111 et 121. Au troisième enroulement 23 du transformateur est raccordé un sous-ensemble 3 jouant le rôle de filtre et d'amplificateur. Par i on a désigné un élaborateur de seuil et de valeur absolue connecté à ce sousensemble. A la sortie de l'élaborateur de seuil et de valeur absolue 4 est connecté un étage intégrateur 5, dont la sortie est reliée à un comparateur 6 et à l'une des entrées de l'étage réducteur de la valeur de consigne 9.Sur la deuxième entrée de ltétage réducteur de la consigne de freinage 9 est raccordé 1 'élaborateur de consigne de freinage 8. A la sortie de l'étage réducteur de la consigne de freinage 9 estbranché le dispositif de commande du frei- nage 10. Celui-ci reçoit normalement la valeur de consigne de freinage prescrite par l'élaborateur de consigne 8. En cas de patinage, celle-ci est réduite plus ou moins fortement selon 1'intensité du patinage et appliquée au dispositif de commande du freinage électrodynamique. La sortie du comparateur 6 est reliée au dispositif de commande 7 du commutateur. En cas de baisse de la tension de sortie de l'étage intégrateur 5, celui-ci interrompt la progression de la commande de progression du graduateur en émettant un signal binaire. En cas de patinage ou d'emballement, le montage selon l'invention fonctionne comme suit A travers les résistances additionnelles 111 et 121, les tensions d'induit des deux moteurs connectés en série 11 et 12 sont appliquées aux enroulements primaires 21 et 22 du transformateur 2, connectés en opposition. Comme normalement les deux tensions d'induit sont égales, une tension ne peut gtre induite dans lten- roulement secondaire 23 du transformateur que s'il apparaît une différence dans la croissance ou la décroissance en fonction du temps des deux tensions d'induit. Comme critère du patinage ou do l'emballement on mesure par conséquent la valeur da U/dt.Dans le montage qui suit la tension de sortie du transformateur est traitée en tenant compte de son amplitude et de sa durée. Le signal issu du transformateur, en cas d'emballement ou de patinage, est d'abord filtré et amplifié dans l'élément de filtrage 3. L'amplification est ajustée ici de manière que le signal ne soit exploité que si une valeur de seuil déterminée est dépassée dans l'élaborateur de seuil 4. Un dispositif élaborateur de valeur absolue est incorporé en outre dans l'élaborateur de seuil 4, de sorte que le traitement est indépendant de la polarité du signal mesuré. L'amorçage dlun patinage ou dtun emballement, sur l'un ou l'autre des deux moteurs, donne naissance ainsi à un même signal. Il est prévu ensuite un étage intégrateur 5 qui, au repos, fournit une tension de sortie maximale définie.Dans le cas d'un emballement ou d'un patinage, le signal à exploiter ramène progressivement cette tension à zéro, la raideur de variation de la tension de sortie dépendant de l'amplitude de ce signal et la valeur restante de la tension dépendant de la durée de ce signal. Lorsqu'il n'y a plus de signal en provenance du transformateur, la tension de sortie de ltétage intégrateur remonte progressivement à sa valeur maximale, le temps de remontée est ajustable. Dans l'étage réducteur de la valeur de consigne du freinage 9, dont la deuxième entre est reliée à l'élaborateur de la consigne de freinage 8, la tension de sortie de l'étage intégrateur 5 agit sur la valeur de consigne de freinage de manière à réduire cette valeur. On agit donc progressivement sur la valeur de consi gnê du freinage électrodynamique pour la réduire, et pour la remonter à sa valeur initiale dans le temps de remontée prédéterminé de l'étage intégrateur, après la disparition du signal issu du transformateur. La tension de sortie de l'étage intégrateur agit en outre sur le comparateur 6, qui fournit en sortie un signal n 1 n binaire lorsque la-tension tombe en dessous de la valeur maximale ci-dessus. Ce signal co ande l'interruption de l'ordre de progression du dispositif de commande du graduateur des moteurs de traction. Lorsque la tension de sortie de l'étage intégrateur 5 atteint de nouveau sa valeur maximale , le comparateur rebascule directement dans son état initial, le signal "1W disparaît, de sorte que si le signal correspondant est présent, on autorise la progression du graduateuc Dans la figure 2 on a représenté un schéma de principe correspondant au schéma fonctionnel de la figure 1. Le troisième enroulement 23 du transformateur 2 est suivi d'un élément de filtrage 31, constitué de la manière habituelle par des résistances et des condensateurs : on élimine ainsi les signaux parasites.A la sortie de la cellule de filtrage 31 est raccordé un amplificateur 32, dont le coefficient d'amplification peut être ajusté au moyen des résistances rapportées 33 et 34. Un autre amplificateur 51 est couplé de telle manière, qutil réunit en soi les fonctions d'élaboration du seuil, d'élaboration de la valeur absolue et de l'intégration des étages 4 et 5. Le seuil d'intervention est déterminé par la tension de seuil des diodes 42 et 43 et par la tension de polarisation ajustée avec le potentimètre 41. il faut en tenir compte pour le choix du coefficient d'amplification de l'amplificateur 32. Du fait que l'une d'entre elles est affectée à l'entrée inverse et l'autre à l'entrée directe de l'amplificateur 51, les diodes 42 et 43 servent en même temps à élaborer la valeur absolue. La constante de temps de l'étage intégrateur 5 est déterminée par le condensateur 52 dans la contre-réaction de l'amplificateur 51 et par les résistances 53, 54 et 55 connectées à 1'entsee de celuici. Du fait de la tension de polarisation négative ajustée au moyen du potentiomètre d'ajustage 41, la tension de sortie de l'am- plificateur 51 prend au repos une valeur maximale limitée par une diode Zener 56. Si maintenant on reçoit de l'amplificateur 32 une tension suffisamment élevée, celle-ci se retranche de la tension de polarisation préréglée et, si en grandeur absolue elle est plus grande que la tension de polarisation, détermine une décroissance de la tension de sortie de lamplficateur 51. Ceci se produit d'autant plus rapidement, que la tension à exploiter est plus élevée. Lorsqu'il n'y a plus de signal en provenance du transformateur, la tension de sortie de l'amplificateur 32 retombe à zéro et la tension de sortie de l'ampEficateur 51 remonte, la vitesse de remontée étant déterminée par le potentiomètre 41. A l'amplificateur 51 est raccordé le comparateur 6 pour l'élaboration du signal binaire d'immobilisation du graduateur. A travers une autre diode 92, la sortie de l'amplificateur 51 est reliée à l'amplficateur 91. La tension de sortie de l'amplificateur 51 agit alors en limitation sur la tension UE représentant la consigne de freinage, et celle-ci est ainsi réduite à une valeur de consigne effective plus basse agissant sur le freinage électrique. Si, comme on l'a mentionné plus haut, au lieu d'un montage limiteur avec l'amplificateur 91 on prévoit un multiplicateur la valeur maximale de la tension de sortie de l'amplificateur 51 correspond, comme il est courant dans la technique du calcul analogique, à la valeur numérique "1", de sorte que lorsque cette tension de sortie diminue, la valeur de consigne de freinage représentée par la tension UE est multipliée par un facteur plus petit que 1 et réduite ainsi en conséquence. On peut aussi réaliser une réduction de la valeur de consigne du freinage en retranchant de la consigne de freinage, à l'aide d'un amplificateur opérationnel, une valeur dépendant de la tension de sortie de l'appareil intégrateur. REVEDICaTIOgS 1.- Montage pour la prévention du patinage des engins de traction à plusieurs moteurs, au freinage et au démarrage, par comparaison, au moyen d'un élément de mesure, des tensions présentes sur les induits des différents moteurs de traction, une action étant engagée sur le dispositif de commande des moteurs de traction en cas d'écart entre les tensions, caractérisé par le fait qu'aux bornes des induits des moteurs de traction (11, 12) montés en série, sont connectés deux enroulements (21, 22) d'un transformateur (2) couplés en série et en opposition de flux, constituant l'enroule- ment primaire sur un circuit magnétique coin, et qu'à l'enroulement secondaire (23) est raccordé un élaborateur de seuil et de valeur absolue (4) suivi d'un étage intégrateur (5) dont la sortie fournit au repos une tension maximale définie qui, lorsqu'un signal est appliqué sur l'entrée de l'intégrateur, décroît Jusqu'à zéro selon une loi de variation dépendant de ce signal, la raideur de variation du signal de sortie dépendant de l'auplitude du signal d'entrée et la valeur du signal de sortie dépendant de la durée d'application du signal d'entrée, qu'en outre, à la sortie de l'étage intégrateur (5) sont branchés d'une part un comparateur (6) et d'autre part la première entrée d'un étage réducteur de la valeur de consigne de freinage (9), dont la deuxième entrée est raccordée à un élaborateur de consigne de freinage (8), une réduction de la tension de sortie de l'étage intégrateur (5) entraînant d'une part l'apparition, à la sortie du comparateur (6) d'un signal binaire qui agit sur le dispositif de commande (7) de manière à con ander une immobilisation de l'entraînement du graduateur, et d'autre part une réduction progressive du signal de sortie de l'étage réducteur de la valeur de consigne de freinage (9) sui sert de consigne de freinage pour le dispositif de commande, et qu'après disparition du patinage la tension de consigne du freinage est remontée à la valeur ajustée, avec la remontée de la tension de sortie de l'ampli- ficateur (5). 2.- Montage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans l'étage réducteur de la valeur de consigne de freinage (9), la réduction est obtenue soit par limitation, soit par multiplication, soit par soustraction 3.- Montage selon la revendication 1, caractrisé par le fait que l'élaboration du seuil, l'élaboration de la valeur absolue et l'intégration sont réalisées au moyen d'un amplificateur opérationnel unique.