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" Perfectionnements apportés à la régulation des installa- tions électriques ".
L'invention est relative à la régulation des installations électriques.
Elle a pour but, surtout;, de rendre cette ré- gulation automatique plus précise et plus progressive que judqu'ici et avec des moyens très simples n'ayant pas de massesen mouvement.
Elle consiste,. principalement, à avoir recours pour obtenir la régulation des installations électriques, à un dispositif électronique (lampe thermionique à au moins deux électrodes soupape colloïdale).
Elle consiste, mise à part cette disposition principale en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicite- ment parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains @ modes d'application, mais non exclusivement parmi ces mo- des, celui pour obtenir la régulation du voltage d'une ins- tallation électrique, ainsi que certains modes de réalisa- tion desdites dispositions ; etelle vise plus particuliè- rement encore, et ce à titre de produits industriels nou-
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veaux, les installations électrique,$ comportant application desdites dispositions.
Et elle pourra, de toute façon, être 'bien com- prise à l'aide du complément de description qui suit et des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, cependant, bien entendu, donnés qu'à simple titre d'indica- tion.
La fig. 1 de ces dessine montre, schématique- ment, un exemple de réalisation établi conformément à l'in- vention et servant à la régulation d'une génératrice.
La fig, 2 montre, diagrammatiquement, la courbe de régulation.
La fig. 3 montre, schématiquement, un mode de réalisation de l'invention appliqué à un circuit d'autili- sation.
La fig. 4 montre, diagrammatiquement, un exem- ple de caractéristique d'une lampe à trois éled@trodes.
La fig. 5 montre, schématiquement., un montage établi conformément à l'invention, plus particulièrement destiné à alimenter un circuit d'utilisation à courant con- tinu par une source de courant alternatif.
Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application et ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties, auxquels il semble que doi- ve être accordée la préférence, à supposer, par exemple, qu'il s'agisse de régler le voltage d'une génératrice, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
Comme montre la fig, 1, il s'agit, comme pre- mier exemple, de régler le voltage aux bornes d'une dynamo shunt comportant un contre-shunt b, dynamo telle qu'uti- lisée par exemple à bord de véhicules automobiles et débi- tant dans les divers circuits du véhicule, ces divers cir- cuits étant dénommés dans ce qui suit, et pour plus de sim- plicité, par circuit d'utilisation x.
Ces dynamos, surtout lorsqu'elles sont montées
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à bord d'un véhicule, sont soumises pour ainsi dire cons- tamment à des variations de vitesse et à des variations de consommation influençant le voltage à leurs bornes. Pour maintenir ce voltage constant, on a recours, conformément à l'invention, à un dispositif électronique, notamment à une lampe thermionique c, par exemple à deux électrodes comme montre la fig. 1.
Cette lampe provoque la régulation du voltage par variation du courant de chauffage de son filament d et par variation du voltage entre plaque et filament. A cet effet, on peut monter cette lampe comme suit :
L'une des bornes du filament est branchée au pale négatif de la dynamo a pendant que lautre borne du filament est branchée par l'intermédiaire d'une résistance e. au p6le positif de ladite dynamo a.
La valeur de cette résistance (valeur pouvant rester fixe par la suite, mais dépendant des constantes de la lampe) doit être appropriée de façon que le voltage du courant chauffant le filament soit normalement inférieur au potentiel appliqué à la plaque f de cette lampe. Cette pla- que Lest reliée à l'une des extrémités de l'enroulement contre-shunt b, tandis que l'autre extrémité de cet enrou- lement b¯est reliée au pale positif de la dynamo a..
Il y a lieu de noter que l'enroulement contre- shunt b doit être branché de façon telle à la plaque f, d'une part, et à la résistance e, d'autre part; que le cou- rant passant du filament d à la plaque f et traversant ledit enroulement b¯ crée un champ magnétique en opposition au champ magnétique normal de l'enroulement d'excitation h de la génératrice.
Le montage, tel qu'il vient d'être décrit, fonc- tionne de la façon suivante, comme on peut s'en rendre comp- te par la fig. 2, ur laquelle on a porté comme ordonnées les valeurs de l'intensité du courant traversant la lampe et partant le contre-shunt et comme abcisses les différen-
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cesde potentiel aux bornes de la génératrice.
Supposons qu'il s'agisse de maintenir le vol- tage aux bornes de la génératrice à 12 volts. Pour cette tension normale il ne passe qu'un faible courant par l'enroulement contre-shunt b. Le courant passant par l'en- roulement contre-shunt b croît avec la température du fila- ment et la différence de potentiel plaque-filament qui va- rient)toutes les deux dans le même sens que la différence de potentiel aux bornes de la génératrice et créera par conséquent une augmentation de décharge d'électrons du fi- lament vers la plaque, augmentant ainsi l'intensité du cou- rant passant par l'enroulement contre-shunt b. Par consé- quent, grâce au champ démagnétisant ainsi créé, on assure
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la régula$iorl(;vou2\1.B.
Il se peut qu'il soit intéressant d'adjoindre dans la lampe une ou plusieurs électrodes pour corriger en plus ou en moins le passage du courant. Il est à noter que l'effet de régulation de l'enroulement contre -shunt, dans
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l'exemple de réalisation sus-spécîfié, est complètement in- dépendant de la nature d'excitation de la génératrice shunt, série,compound, ou simplement magnétique. De môme, cette invention peut, avec les mêmes avantages, être appliquée à la régulation des génératrices de courants alternatifs, é- tant donné le rôle de filtre que peuvent jouer les disposi- tifs électroniques.
Jusqu'à présent on a parlé de la régulation des génératrices.
Comme d'ailleurs on l'a déjà laissé entendre plus haut, on peut, avec ces mêmes dispositifs électroniques, procéder à la régulation de circuits d'utilisation, comme le montre, à titre d'indication, les figures 3, 4 et 5 et ce qui suit.
Un pareil circuit d'utilisation peut être, par exemple, un circuit d'éclairage comportant plusieurs lampes alimentées à un voltage inférieur à celui de la sour-
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ce de courant a.
Et concernant, enfin, le dispositif à adjoindre à l'installation, conformément à l'invention, on a recours à une ou plusieurs lampes à trois électrodes par exem- ple (ou à leur équivalent) comportant chacune une plaque jf., une grille 2, et un filament d.
Comme représenté sur la fig. 3, on relie la pla- que f de cette lampe au pôle positif de la ,source de cou- rant a pendant que le pôle négatif du filament (lequel peut être alimenté par une source de courant indépendante appro- priée k) est relié au pôle positif du circuit d'utilisation x. Les deux pôles négatifs de la source de courant a et du circuit d'utilisation x sont reliés ensemble soit par l'in- termédiaire de la terre par exemple, soit, par exemple éga- lement, par l'intermédiaire de la masse m d'une voiture au- tomobile.
On relie ensuite la grille ±,de la lampe à cet- te même masse, de préférence par l'intermédiaire d'une ré- sistance r..
En considérant ce montage, on se rend compte que la masse m est à un potentiel négatif, tout au moins à un potentiel égal à zéro, par conséquent le potentiel de la grille, reliée à cette masse, est au même potentiel.
On suppose, par exemple, que le circuit d'uti- lisation soit constitué par un certain nombre de lampes d'éclairage montées en parallèle, et que le potentiel néga- tif de ce circuit soit fixe.. Admettons que la différence de potentiel minima nécessaire dans ce circuit soit égale à P aux bornes d'entrée de ce circuit: si la tension à ces bornes augmente de P à P + p, pour des raisons diverses (cette dernière tension étant celle que l'on ne doit pas dépasser), soit que la source de courant a débite de trop, soit que la consommation dans le circuit d'utilisation x diminue, en éteignant des lampes, soit, par exemple, qu'u- ne batteris-tampon t (représentée en traits discontinus)
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branchée en parallèle à l'entrée du circuit d'utilisation soit chargée, etc., etc.;
le potentiel de la grille, qui était resté sensiblement au zéro, puisque nous avons suppo- sé le potentiel de cette grille comme étant fixe, devient de plue en plus inférieur au potentiel du pôle négatif du filament, de sorte que cette grille s'opposera progressive- ment au passage du courant, et constituera ainsi un régula- teur de voltage.
Ce phénomène dans une lampe à trois électrodes est bien connu. En effet, la grille s'oppose plus ou moins au passage du courant, selon qu'elle se trouve à un poten- tiel plus ou moins négatif, ainsi-,qu'on peut s'en rendre compte d'après le diagramme représenté sur la fig. 4 mon- trant les caractéristiques d'une pareille lampe à trois é- lectrodes.
Sur l'abcisse on porte les potentiels que peut avoir la grille par rapport au pale négatif du filament et sur l'ordonnée on porte le courant plaque en ampères. Les chiffres indiquée sur ce diagramme sont ceux obtenue lors d'une expérience faite et ne sont, bien entendu, donnée qu'à simple titre d'indication. On'se rend compte que, pour une variation de potentiel de grille de - 12 volts, à 15 volts, le cou - rant de plaque descend de 12 à 2 ampères.
Si dans le même ordre d'idées, la tension P + p diminue de façon à redevenir P, le potentiel du pale négatif du filament tend à se rapprocher de celui de la grille; en d'autres termes, le potentiel de la grille devient moins né- gatif et cette grille laisse passer une plus grande quanti- té de courant, toujours d'après le même principe.
Les mêmes phénomènes se produisent si la tension de la génératrice en a varie, comme c'est par exemple le cas pour des génératrices montées sur des voitures automobiles où la vitesse du moteur subit des variations fréquentes.
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En admettant que la tension fournie par cette génératrice dépasse la tension normale, une quantité plus grande d'électrons serait attirée par la plaque, par con- séquent la tension dans le circuit d'utilisation aurait tendance à croître également. En ce moment, cependant, inter- vient le r8le de la grille g, laquelle, par l'augmentation du potentiel du négatif du filament devient plus négatif et s'oppose au passage du courant, réglant ainsi le courant passant par le circuit d'utilisation. Dans le cas où la tension fournie par la génératrice diminuerait, l'inverse se produirait c'est-à-dire la grille deviendrait moins né- gative et elle permettrait le .passage d'un courant plus fort.
Le chauffage du filament peut être réalisé à l'aide d'une petite génératrice shunt montée sur le même arbre que la génératrice principale, de même, par des moyens appropriés, on pourrait alimenter le filament soit direc- tement par la génératrice même, soit par la batterie-tampon t si cette batterie est prévue, quoique, toutefois cette batterie puisse être supprimée si la régulation est suffi- sante pour agir directement sur le circuit d'utilisation.
Dans l'exemple qui vient d'être décrit, on n'a considéré l'application d'une telle lampe à trois électro- des que pour la régulation d'un circuit d'utilisation alimen- té par une source de courant continu.
Cependant, une pareille lampe constituant en quelque sorte un filtre, c'est-à-dire ne laissant passer le courant que dans un sens, et afin de pouvoir utiliser toute la sinusoïde d'un courant alternatif, on peut avoir recours, comme montre la fig. 5, à deux lampes à trois é- lectrodes convenablement montées, pour obtebir les mêmes ré- sultats de régulation de tension, d'une part, et de redres- sement de courant, d'autre part.
A cet effet, on monte de façon telle deux lam-
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pes à trois électrodes et e" en parallèle que chacune des plaques f' et f" est reliée à une extrémité de l'enrou- lement d'une masse polaire 1 d'une génératrice de courant alternatif, une prise médiane j¯ étant faite sur cet enrou- lement et reliée à l'un des balais du rotor s de la généra- trice ce rotor comportant également un bobinage alimenté par du courant continu, tel que représenté en traite dis- continus, pour créer dans ledit rotor un champ tournant, pendant que l'autre balai du rotor est relié à la masse m.
Les deux filaments d' et dit des lampes c' et c" sont alimentés en parallèle par une source de courant con- tinu appropriée, par exemple,une petite dynamo shunt k pou- vant également alimenter le champ tournant du rotor s.
Le point commun de liaison des deux filaments devant être relié au pale négatif de la source de courant de chauffage du filament est également relié au conducteur du circuit d'utilisation x, tandis que le retour de ce cir- cuit est relié, comme l'un des balais du rotor, à la massem.
En ce qui concerne les grilles g' et g" des lam- pes c' et c", elles sont reliées entre elles et communément, de préférence par l'intermédiaire d'une résistance r, à la masse m.
Il est évident qu'on peut également danscet e- xemple brancher une batterie-tampon aux bornes de ce circuit d'utilisation, le négatif étant alors relié à la masse, tan- dis que le positif est relié au pôle négatif de la source de courant de chauffage des filaments.
On peut aussi soit diminuer, soit augmenter le potentiel négatif de la grille ou des grilles en insérant, dans le circuit de grille, une batterie de piles d'un nom- bre d'éléments voulus selon le potentiel qu'on veut obte- nir, cette batterie étant alors insérée dans ledit circuit de façon telle, qu'on relie respectivement le pale positif ou le p8le négatif de cette batterie à la ou aux grilles,
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On se rend aisément compte qu'en outre des avan- tages déjà cités, cette application particulière de disposi- tifs électroniques pour la régulation de circuits d'utili-
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sation peut remplir le rôle d'un conjdtcteur-disjoncteur dans le cas où une batterie-tampon serait branchée en paral- lèle à ce circuit d'utilisation x et si, pour une raison quelconque,
la source de courant a venait à défaillir.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite au- cunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation ayant plus spécialement été indiqués ci-dessus; elle en embrasse, au contraire.;, toutes les variantes, notamment: celle où, comme dans le dernier exemple, on u- tiliserait, au lieu de deux lampes à trois électrodes, une seule lampe réunissant en elle soit une seule grille, soit deux grilles, un seul ou plusieurs filaments et un nombre approprié de plaques, ces divers éléments étant alors con- venablement montés les uns par rapport aux autres;
celle où on pourrait avoir recours à un dispo- sitif électronique autre, établi de telle sorte qu'il ne laisse passer du courant qu'à un certain voltage et propor- tionnellement au voltage pour la régulation des génératri- ces ; celle où, pour obtenir des intensités importan- tes, on aurait recours à un nombre approprié de dispositifs électroniques montés en parallèles ou de toute autre façon convenable.
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