Brevet FR2633788A1 — publié le 19900105

Procédé et installation pour atténuer le champ dans des machines électriques de type série de véhicules à entraînement électrique et circuit pour la mise en oeuvre du procédé. " La présente invention concerne un procédé pour atténuer le champ d'une machine électrique-série de véhicules à moteur électrique, selon lequel on branche au moins une résistance dans le circuit d'ex- citation. Il est connu de manière générale dans les moteurs à courant continu, d'augmenter la vitesse de rotation en diminuant le champ magnétique du circuit excitation. Cela se fait à l'aide d'une résistance placée dans le circuit d'excitation et qui réduit le courant d'excitation en diminuant ainsi le flux magné- tique et le couple, si bien que comme la tension de source, induite reste constante, la vitesse de rota- tion augmente. Une application possible de ce principe existe dans les véhicules à moteurs électriques, par exemple des chariots-élévateurs électriques qui sont entraînés par un ou plusieurs moteurs de type série et prennent leur énergie dans une batterie. Le moteur- série et l'installation.électrique sont conçus pour qu'aux vitesses faibles, le chariot-élévateur électri- que fournisse un couple important et présente un ren- dement élevé. Lorsque le chariot à fourche effectue un déplacement, car il change par exemple de point d'uti- lisation, il est souhaitable d'augmenter la vitesse du chariot-élévateur à fourche. Or, dans cette situation, on ne peut augmenter la vitesse de rotation du moteur et ainsi la vitesse de déplacement du chariot- élévateur à fourche en branchant une résistance dans le circuit d'excitation, par le conducteur de l'engin. Dans ces conditions, il est avant tout intéressant pour les élévateurs à fourche, électriques, de réali- ser une atténuation du champ. La présente invention a pour but de limiter la mise en oeuvre et la coupure par le conducteur de l'atténuation de champ à des plages d'utilisation dans lesquelles sont permises les vitesses de déplacement élevées. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'on détecte la vitesse de déplacement du véhicule et la position du générateur d'ordre de route ainsi que le mode de fonc- tionnement de la machine-série et la présence d'un or- dre d'atténuation de champ et on applique ces signaux à un additionneur et en cas de dépassement d'une vi- tesse de déplacement prédéterminée et d'une position d'accélération prédéterminée du générateur d'ordre de déplacement et en présence simultanée de l'ordre d'at- ténuation du champ, on branche la résistance. L'atténuation du champ n'est mise en oeuvre que lorsque des conditions déterminées sont satisfai- tes. Il faut tout d'abord que l'on ait dépassé une vi- tesse de déplacement prédéterminée et que le conduc- teur émette l'ordre d'augmenter encore plus la vitesse de déplacement. Pour cela, la vitesse de déplacement et la position du générateur d'ordre de route comme par exemple la position de la pédale d'accélérateur sont surveillées. En même temps, il faut que l'entraî- nement du véhicule se trouve dans le premier ou le troisième quadrant, c'est-à-dire qu'il s'agisse de la phase d'accélération en marche avant ou d'accélération. en marche arrière pour le fonctionnement du moteur, ce qui rend nécessaire une surveillance du mode de fonc- tionnement de la machine-série. Ce n'est que lorsque toutes les conditions sont satisfaites et qu'en plus le conducteur actionne un commutateur qu'il se produit l'atténuation du champ. Un additionneur constate que tous ces paramètres existent pour déclencher l'atté- nuation du champ; cet additionneur transmet alors le cas échéant un signal. L'utilisation d'une telle atté- nuation de champ permet des vitesses plus élevées et ainsi une puissance de manoeuvre plus grande avec une consommation d'énergie moindre par rapport à la réali- sation de chariots-élévateurs à fourche ne présentant pas cette possibilité d'atténuation du champ. Dans des développements avantageux, quelques uns des paramètres sont associés à des seuils de com- mutation semblables à une régulation à deux points. On établit ainsi une certaine hystérésis entre la mise en oeuvre et la coupure de l'atténuation du champ, hysté- résis qui crée pendant un temps déterminé, des états de commutation précis pour que le moteur puisse se ré- gler en conséquence. En outre, on évite un mouvement de battement du dispositif de protection de commuta- tion. Ainsi, il fait que la vitesse de déplacement passe de nouveau d'une valeur déterminée en-dessous de la valeur choisie pour que l'atténuation du champ se mette en oeuvre. La vitesse de déplacement peut également être réduite si le moteur est surchargé par un dépla- cernent en pente. Les paramètres de position du générateur d'ordre de déplacement et le mode de fonctionnement sont associés à de tels seuils de commutation. Pour arriver à l'effet décrit, il est avan- tageux de prévoir un dispositif de commutation muni d'une résistance et d'un dispositif de protection et de commutation selon lequel le dispositif de protec- tion et de commutation est relié à un amplificateur final ou amplificateur de sortie lui-même relié à un additionneur; l'additionneur est lui-même relié à un générateur de valeur réelle de vitesse de rotation, et à un capteur de mode de fonctionnement de la machine- série ainsi qu'à un capteur détectant la position du générateur d'ordre de route et à un commutateur mar- che/arrêt. Grâce à un circuit logique simple traitant les paramètres, on peut commander une atténuation du champ pour un état de fonctionnement caractéristique. La détection de la valeur réelle de la vitesse de ro- tation peut se faire par un générateur d'impulsions, inductif ou par une dynamo tachymétrique ou encore un capteur en forme de capteur incrémental monté dans la transmission ou directement sur le moteur série; la fréquence ainsi détectée, qui est proportionnelle à la vitesse de rotation est alors transformée en une ten- sion proportionnelle à la vitesse. La position du gé- nérateur d'ordre de route peut se déterminer par la tension de commande qu'il engendre. D'autres améliorations sont caractérisées en ce qu'en mode d'atténuation de champ, lorsqu'on passe en-dessous d'un seuil prédéterminé de la vitesse de déplacement, on supprime l'atténuation du champ. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, en mode d'atténuation de champ, lorsqu'on dé- passe d'une valeur déterminée la position d'accéléra- tion prédéterminée du générateur d'ordre de déplace- ment, on coupe l'atténuation du champ. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, en mode d'atténuation de champ, lorsque le mode de fonctionnement de la machine-série passe du fonctionnement moteur au fonctionnement générateur, on coupe l'atténuation de champ, et qu'un circuit pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que le dispositif de protection et de commutation coopère avec un amplificateur final relié à un additionneur à un générateur de valeur réelle de vitesse de rotation et à un générateur de mode de fonctionnement et un commutateur marche/arrêt La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans l'unique figure. Un moteur à courant continu alimenté par une batterie i est constitué par un moteur-série 3 par la disposition correspondante de son bobinage d'excita- tion 2. Le circuit électrique se ferme par l'interrup- teur 4. La figure représente uniquement le plus simple de tous les circuits électriques. Les éléments de com- mande et de régulation tels que ceux nécessaires par exemple au circuit d'alimentation d'un chariot- élévateur à fourche, à moteur électrique, ne sont pas représentés dans la figure. Le circuit d'excitation comporte en parallèle à l'enroulement d'excitation 2, une résistance 5 qui peut être branchée par le dispo- sitif de protection et de commutation 6. Cela permet de diminuer le champ et d'augmenter ainsi la vitesse de rotation du moteur-série 3. La commande du disposi- tif de protection et de commutation 6 est seulement représentée de manière symbolique. Un additionneur 7 reçoit les signaux de différents capteurs qui détec- tent entre autres les différents paramètres de l'état instantané. Il s'agit des paramètres suivants: état du commutateur marche/arrêt 8 actionné manuellement par le conducteur; générateur de la vitesse de rotation de consigne 9 auquel est associée une vitesse de déplacement prédéterminée; générateur de la valeur réelle de la vitesse de rotation 10 qui détecte la vi- tesse de déplacement instantanée; générateur de type de fonctionnement 11 qui détecte si le moteur-série fonctionne en générateur ou en moteur et un détecteur 12 pour détecter la position du générateur d'ordre de route ou encore la tension de commande influencée par la position du générateur d'ordre de route. Lorsque tous les détecteurs ou capteurs fournissent un signal, l'additionneur 7 fournit également un signal à l'am- plificateur final 13 et celui-ci fait que l'amplifica- teur de sortie 13 actionne le dispositif de protection de commutation 6 et atténue ainsi le champ. L'atténua- tion du champ reste mise en oeuvre jusqu'à ce que l'un des capteurs ne fournit plus de signal à l'addition- neur 7. REVENDICATIONS 1') Procédé pour atténuer le champ d'une machine électrique-série de véhicules à moteur élec- trique, selon lequel on branche au moins une résistan- ce dans le circuit d'excitation, procédé caractérisé en ce qu'on détecte la vitesse de déplacement du véhi- cule et la position du générateur d'ordre de route ainsi que le mode de fonctionnement de la machine- série et la présence d'un ordre d'atténuation de champ et on applique ces signaux à un additionneur (7) et en cas de dépassement d'une vitesse de déplacement prédé- terminée et d'une position d'accélération prédétermi- née du générateur d'ordre de déplacement et en présen- ce simultanée de l'ordre d'atténuation du champ, on branche la résistance (5). 2') Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'en mode d'atténuation de champ, lorsqu'on passe endessous d'un seuil prédéterminé de la vitesse de déplacement, on supprime l'atténuation du champ. 3-) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'en mode d'atténuation de champ, lorsqu'on dépasse d'une valeur déterminée la position d'accélération prédéterminée du générateur d'ordre de déplacement, on coupe l'atténuation du champ. 4') Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'en mode d'atténuation de champ, lors- que le mode de fonctionnement de la machine-série (3) passe du fonctionnement moteur au fonctionnement géné- rateur, on coupe l'atténuation de champ. ') Circuit pour la mise en oeuvre du procé- dé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel au moins une résistance et au moins un dispositif de protection de commutation sont branchés en parallèle sur l'enroulement d'excitation, circuit caractérisé en ce que le dispositif de protection et de commutation (6) coopère avec un amplificateur final (13) qui est relié à un additionneur (7), ce dernier étant relié à un générateur de valeur de consigne de vitesse de rotation (9), à un générateur de valeur réelle de vitesse de rotation (10) et à un générateur de mode de fonctionnement (11) de la machine-série (3), ainsi qu'avec un capteur (12) de la position du générateur d'ordre de déplacement et un commutateur marche/arrêt (8).