Brevet FR2383040A1 — publié le 19781006

La présente invention concerne un dispositif électronique de limitation automatique du freinage rhéostatique sur locomotive Diesel. On sait qu'en freinage rheostatiqus les induits des moteurs de traction fonctionnant en gén6ratrices. débitent dans des rhéostats, l'energie mécanique en provenance des roues en mouvement de la locomotive étant transformée en énergie électrique laquelle est dissipes en chaleur. Les inducteurs des moteurs de traction sont alimentes en courant lequel provient d'un alternateur entrains par le moteur Disssl de la locomotive. La tension apparaissant aux bornes du rhéostat est une fonction de ce courant d'excitation des moteurs de traction et de la vitesse de la locomotive. Mais ce courant d'excitation est une fonction du courant délivrÉ par l'excita- tion de l'alternateur ainsi que de la vitesse du moteur Diesel. La puissance de freinage dissipée par le rhéostat est donc une fonction de la vitesse de la locomotive, du courant délivré par l'excitation de l'alternateur et de la vitesse du moteur Diesel. Cette puissance doit etre en permanence limitée à la puissance maximale dissipable par le rhéostat, Jusqu'à présent, le contrôle de la puissance du freinage était réalisé par des relais de courant qui limitaient uniquement la vitesse du moteur Diesel à partir de la mesure du courant débita par l'induit du moteur de traction dans le rheostat.Ce système uniquement electromecanique était peu précis et avait tendance à ne pas se stabiliser pour les grandes vitesses de la locomotive donc aux faibles vitesses du moteur Diesel puisque aux grandes vitesses de la locomotive on a besoin d'une petite excitation donc uns faible vitesse du moteur Diesel. La présente invention remédie à ces divers inconvénients, Le dispositif, selon l'invention, lequel est électronique, agit d'une part sur le courant délivré par l'excitation de l'alternateur et d'autre part sur le contrle des vitesses du moteur Diesel ce qui permst d'améliorer la précision des systèmes antérieurs et de maintenir sensiblement constante la puissance maximale fournie au rhéostat mtme aux grandes vitesses de la locomotive, La présente invention a pour objet un dispositif électronique de limitation automatique du freinage rhéostatique sur locomotive Diesel comportant une commande de la vitesse du moteur Dissel, un moteur Diesel entrainant sur le m"ee axe un alternateur principal, une excitatrice composés ds deux axes dont un des axes de ladite excitatrice alimente l'inducteur de l'alternateur prince pal et comprenant un inducteur alimenté par un régulateur lequel à partir des informations en provenance de l'excitatrice dfitsrmine le courant d'excitation de l'alternateur principal, ledit alternateur principal produisant du courant alternatif triphasé lequel est redressé et alimente dans la position freinage les inducteurs branchés en série des moteurs de traction dont les induits, fonctionnant en génératrice débitent dans des rhéostats caractérisé par le fait que ledit dispositif électronique comporte des moyens de réduction du courant d'excitation de ladite excitatrice de manière à- réduire le courant délivré aux inducteurs des moteurs de traction9 des moyens d'autorisation de progression-de la commandos de la vitesse du moteur Diesel destinés a interdire la progression de la vitesse Diesel par le mécanicien au@dessus d'une certaine première valeur de la réduction du courant d9 excitation du moteur de traction ou au-dessus d'une certaine premiere tension correspondant à une première vitesse du moteur Diesel et des moyens de régression ds la vitesse du moteur Diesel destinés à interdire la progression de la vitesse du Diesel par le mécanicien st à régresser la vitesse du Diesel au-dsssus d'une certaine deuxième valeur de la réduction du courant d'excitation supérieure à ladite première valeur ou au-dessus d'une certaine deuxieme tension correspondant à une deuxième vitesse du moteur Diesel supérieure à ladite première vitesse En se référant aux figures schématiques 1 à 3 ci-jointes on va décrire cr-après un exemple de mise en oeuvre ds la présente invsntion, exemple donné à titre illustratif et nullement limitatif Les mêmes éléments représentés sur plusieurs de ces figures portent sur toutes celles-ci les mêmes références. La figure 1 représente un schéma de principe des éléments électromécaniques d'une locomotive Diesel. La Figura 2 représente un schéma synoptique du dispositif électronique de limitation. La figure 3 représente une courbe du courant de réduction en fonction de la tension aux bornes du rhéostat. Comme on le voit sur la figure t les élements électromécaniques d'une locomotive Diesel comportent un organe 1 de commands d@ vitesse du moteur Diesel permettant de régler l'injection du combustible par l'entremise du mécanicien de la locomotive9 un moteur Diesel 2 entraînant sur son axe 3 un alternateur principal 4, une excitatrice à deux axes, 5 et 6, l'axe 5 assurant l'excitation de l'alternateur et dont l'inducteur 7 est alimenté par un régulateur 8 à amplificateurs magnétiques. Le courant triphasé fourni par l'axe 5 de l'excitatrice est redressé dans un pont 9, le courant redressé alimentant l'inducteur 10 de l'alternateur principal 4. L'axe 6 de l'excitatrice assure l'alimentation des auxiliaires et fournit à la sortie de son régulateur 11 une tension triphasée d'amplitude régulé@. En position freinage les inducteurs 12,13,14 des moteurs de traction sont disposés en série et sont alimentés à partir d'un courant redressé dans le pont 15 en provenance du courant triphasé ds l'alternateur principal 4. Les induits 15, 16, 17 des moteurs de traction fonctionnant en génératrices à excitation séparée sont entrainés par les roues de la locomotive et alimentent les rhéostats 18, 19, 20. Tous les éléments precités sont classiques. Le courant débité par le pont redresseur 15 est lié au courant délivré par l'excitation 7 de l'excitatrice 5 et est proportionnel à la vitesse du moteur Diesel, selon une loi établie à l'intérieur du régulateur d'excitation 8. Selon l'invention la tension URH apparaissant aux bornes du rhéostat 18 est appliquée à un circuit électronique 21 recevant de plus une tension triphasée 22 en provenance du régulateur 11. Le circuit électronique 21 délivrs un courant de réduction #IEx au régulateur d'excitation 8, un signal d'autorisation 23 de progression du moteur Diesel et des signaux de regression 24 du moteur Diesel à la comnande 1 de vitesse du moteur Diesel. Sur la figure 2 on voit le détail du circuit électronique 21. La tension URH apparaissant aux bornes du rhéostat 15 est mesurée par un amplificateur différentiel 25 dont la tension de sortie est proportionnelle à la différence entre les tensions d'entrée. Cette mesure est traitée par le circuit de retard à la décroissance 26 constitué d'un circuit RC ponté par une diode dont le roule est de retarder la décroissance seule du signal afin d'éviter que l'ensemble constitué de l'organe 25 et des organes qui suivent ne se mettent à osciller. Le signal sortant du circuit 26 est comparé à une référence de tension Uo, 27, dans l'amplificateur différentiel 28.La tension de référence Uc avoir figure 33 est la tension limite que peut supportsr le rhéostat, La tension de sortie de l'amplificateur différentiel 28 correspond à un courant #IEx lequel est amplifié par l'adaptateur d'impédance 29 (à amplificateur Darlington3. Ce courant bIE commande la réduction d'excitation du régulateur 8. x L'information de courant #IEx est envoyés respectivement sur les entrées négative et positive de deux comparateurs 30 et 31. Le comparateur 30 permet de comparer cette valeur au seuil #I1 , 32. Le seuil A I1 correspond à une valeur de AIE pour laquelle la commande de progression du moteur Diesel x est interdite pour le mécanicien.Le comparateur 30 délivre un état logique 0 (niveau bas) pour #IEx supérieur à #I1 .Le comparateur 31 permst de comparer #IEx au seuil #I2 , 33, le seuil #I2 étant supérieur au seuil #I1 . Ce seuil #I2 correspond à une valeur de #IEx pour laquelle la commande de régression du moteur Diesel est appliquée.Le comparateur 31 délivre un état logique 1 (niveau haut) pour #IEx supérieur à #I2 L'alimentation du circuit électronique 21 se fait à partir de la tension triphasée auxiliaire 22 en provenance du régulateur il. Auprès passage dans un transformateur 34, un redresseur 35 et un filtre 36 la tension continua obtenue sert à l'alimentation 37 du circuit électronique 21. Après le transformateur 34 la tension alternative est prélevée sur une phase et envoyée à un mesureur de fréquence 38 qui fournit une tension fonction de la vitesse du moteur Diesel ND. Cette tension NO est envoyée respectivement sur les entrées négative et positive ds deux comparateurs 39 et 40. Le comparateur 39 permet de comparer la tension ND au seuil NOi 41. Le seuil ND1 équivaut à une certaine première tension correspondant à une première vitesse du moteur Diesel pour laquelle il est décidé d'arrêter la progression. Le comparateur 39 délivre un état logique 0 [ niveau bas) pour ND supérieur à ND1. Le comparateur 40 compare la tension ND au seuil ND2, 42. Le seuil ND2 est supérieur au seuil ND1. Le seuil N02 équivaut à une certaine deuxième tension correspondant à une deuxième vitesse du moteur Diesel pour laquelle il est décidé de commander la régression; Lo comparateur 40 délivre un état logique 1 (niveau haut) pour ND supérieur à ND2. Les sorties des comparateurs 30 et 39 sont reliées à une porte ET, 43. La sortie de la porte ET, 43 délivre un état logique 1 si AIE est inférieur x à #I1 , et ND inférieur à ND1. Un relais électromécanique 44 est alimenté lorsque l'étant logique 1 se présente à la sortie de la porte ET 43. Le relais 44 sert à envoyer une tension 23 d'autorisation de progression du moteur Oiesel à la commande 1 ds vitesse du moteur Diesel. La progression est stoppée dès que #IEx est supérieur à #I1 ou ND supérieur à ND1. Les sorties des comparateurs 31 et 40 sont reliées à une porte OU,45 dont la sortie délivre un état logique 1 si#IEx est supérieur à #I2 ou ND supérieur à ND2. Un générateur d'impulsions 46 commandé par la porte OU,45 délivre alors des impulsions de durée t et espacées d'une période T à un relais 47 dont le rôle est d'envoyer des signaux 24 de regression du moteur Diesel à la somnande I de vitesse du moteur Diesel; Comme #I2 est supérieur à #I1 et ND2 supérieur à ND1,il est à r@marquer que le relais de ragression 47 ne peut être alimenté tant que le relais d'autorisation de progression est alimenté. Sur la figure 3 est représentée la courbe montrant la relation entre le courant d'excitation AIE et la tension URH appliquée au rhéostat. U est la x o tension limite à partir de laquelle la correction commence à entrer en action, #I1, représente un premier courant limite d'excitation, #I2 représente un deuxième courant limite d'excitation, La zone I comprise entre l'ordonnée #I1. et l'axe URH délimite une zone où la commande de vitesse du moteur Diesel est libre. La zone II comprise entre les ordonnées #I1 et correspond à une zone où la progression de vitesse du moteur Diesel est interdite. La zone III disposée au@dessus de l'ordonnée #I2 est une zone ou la progression de vitesse du moteur Diesel est interdite et sa régression commandée. Cette figure illustre le Sonctionnement du moteur Diesel en fonction de la tension URH et le courant d'excitation #IEx. Le dispositif électronique selon l'invention permet de limiter automatique- ment la puissance de freinage rhéostatique à sa valeur maximale autorisée sans aucune intervention du mécanicien. De plus le dispositif électronique contrôle la vitesse du moteur Diesel en freinage rhéostatique et maintientcelle-ci en permanence à la valeur la plus faible compatible avec l'obtention de la puissance maximale de freinage rhéostatique. Enfin le dispositif électronique limite la vitesse du moteur Diesel en freinage rhéostatique à la valeur correspondante à la pleine excitation des moteurs de traction en freinage; REVENDICATIONS 1/ Dispositif électronique de limitation automatique du freinage rhéostatique sur locomotive Diesel comportant une ccmmande de la vitesse Diesel un moteur Diesel entrainant sur le même axe un alternateur principal une excitatrice composée de deux axes dont un des axes ds ladite excitatrice alimente l'inducteur de l'alternateur principal st comprenant un inducteur alimenté par un régulateur lequel à partir des informations en provenance de l'excitatrice détermine le courant -d'excitation de l'alternateur principale ledit alternateur principal produisant du courant alternatif triphasé lequel est redressé et alimente dans la position freinage les inducteurs branchés en série des moteurs de traction dont les induits fonctionnant en génératrice, débitent dans des rhéostats caractérisé par le fait que ledit dispositif électronique comporte des moyens de réduction du courant d'excitation de ladite excitatrice de manière à réduire le courant délivré aux inducteurs des moteurs de traction, des moyens d'autorisation de progression de la commande de la vitesse du mateur Diesel destinés à interdire la progression de la vitesse Diesel par le mécanicien au-dessus d'une certaine pr@mière valeur de la réduction du courant d'excitation du moteur de traction ou au-dessus d'une certaine première tension correspondant à uns première vitesse du moteur Diesel et des moyens de régression de la vitesse du moteur Diesel destinés à interdire la progression de la vitesse du Diesel par le mécanicien et à régresser la vitesse du Diesel au-dassus d'une certaine deuxième valeur da la réduction du courant d'excitation supérieure à ladite première valeur ou au-dessus d'une certaine deuxième tension correspondant à une deuxième vitesse du moteur Diesel supérieure à ladite première vitesse. 2/ Dispositif électronique selon la revendication I caractérisé par le fait que lesdits moyens de réduction du courant d'excitation de ladite excitatrice comportent un premier amplificateur différentiel fournissant un courant ds réduction délivré audit régulateur dans le but de réduire le courant d'excita- tion de ladite excitatrice 3/ Dispositif électronique selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que lesdits moyens d'autorisation de progression de la commande de la vitesse du moteur Diesel comportent un premier comparateur comparant ledit courant de réduction à une référence constituée par ladite première valeur de réduction du courant d'excitation du moteur de traction, un troisième comparateur comparant une tension fonction de la vitesse du moteur Diesel à un seuil de ladite première tension correspondant à ladite première vitesse du moteur Diesel et une porte ET recevant sur ses deux entrées les niveaux de sortie desdits premier et troisième comparateurs et alimentant sur sa sortie un relais d'autorisation de progression du moteur Diesel 4/ Dispositif électronique selon les revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que lesdits moyens de régression de vitesse du moteur Diesel comportent un deuxième comparateur comparant ledit courant de réduction à une référencs constituée par ladite deuxième valeur de réduction du courant d'excitation supérieure à ladite première valeur, un quatrième comparateur comparant ladite tension fonction de la vitesse du moteur Diesel à un seuil de ladits deuxième tension correspondant à ladite deuxième vitesse du moteur Diesel supérieure à ladite première vitesse et une porte OU recevant sur ses deux entrées les niveaux de sortie desdits deuxième et quatrième comparateurs et alimentant sur sa sortie un générateur d'impulsions délivrant des impulsions à un relais de régression de la vitesse du Diesel.