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"Perfectionnements à la régulation automatique des installa- tions d'éclairage électrique.
La présente invention est relative à la régula- tion automatique des installations d'éclairage électrique telles que, par exemple, les installations d'éclairage des trains dans lesquelles la génératrice doit alimenter un nom- bre variable de lampes et charger une batterie.
Dans certaines installations d'éclairage électri- que pour voitures de chemins de fer, il est connu de régler automatiquement le débit de la dynamo à l'aide d'un régu- lateur de débit séparé, régi par des moyens par lesquels une résistance peut être insérée dans le circuit inducteur de la dynamo ou retirée de ce circuit.
Dans les installations de ce
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genre,le fait que le voltage de la dynamo suit nécessairement celui de la batterie au fur et à mesure que celle-ci se charge rend nécessaire de prévoir un régulateur ou autre dispositif séparé afin que les lampes ne puissent pas être influencées par les variations auxquelles le voltage de la dynamo est soumis par suite de l'état de charge de la batterie. suivant la présente invention, une construction connue de régulateur de débit pour dynamos, dans laquelle le débit de la dynamo est régi par la valeur de la résistance insérée dans le circuit inducteur de la dynamo eu retirée de ce circuit, est employée pour régler à la fois, le débit de la dynamo et le voltage fourni aux lampes.
Un régulateur uni- que permet ainsi de régler la charge de la batterie et le voltage d'éclairage ( quand les lampes sont en circuit), ce qui élimine les moyens intérieurs compliqués employés jusqu'ici dans la dynamo, par exemple les enroulements différentiels, les balais auxiliaires, etc...,et permet d'employer la forme de machine à enroulement shunt la plus simple. De plus, 11 est ainsi possible de supprimer tous les appareils spéciaux et supplémentaires séparés qu'il était nécessaire de prévoir jusqu'à ce jour pour régler le voltage des lampes.
Le régulateur de débit de la dynamo peut consis- ter en un ensemble comprenant le dispositif régulateur et un disjoncteur électro-magnétique. Si on le désire, un interrupteur à relais ou protecteur de batterie peut aussi âtre incorporé au même ensemble à titre de protection supplé- mentaire contre la surcharge de la batterie. Toutefois, si on le préfère le dispositif régulateur, le disjoncteur et le protecteur de batterie, peuvent être établis sous forme de trois unités séparées.
Le dispositif régulateur peut compren- dre un appareil de commande de construction quelconque muni de
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bobines shunt et série, conjointement avec un appareil conve- nable permettant d'insérer une résistance dans le circuit in- ducteur de la dynamo ou de l'en retirer, .par exemple un sole- noïde à enroulement compound avec plongeur eoulissant ou élé- vateur, ou un électro-aimant muni d'une armature articulée ou pivotante extérieure, armature qui se meut entièrement à l'extérieur de l'électro-aimant lui-même.
Dans le cas du dispositif régulateur à solénoïde, le plongeur est muni d'un dispositif compensateur tel qu'u- ne bobine d'équilibre, un ressort, un poids, etc... dont l'action est directement proportionnelle et opposée à l'at- traction magnétique du solénoïde en tous les points de sa course, un dispositif compensateur analogue serait aussi prévu avec n'importe quel autre type électro-magnétique de dispositif régulateur.
Le rôle de l'interrupteur à relais ou protecteur d'accumulateurs quand il est prévu, est d'empêcher la sur- charge de la batterie et, à cet effet, il est établi de façon à se fermer automatiquement au voltage correspondant à celui auquel la batterie est complètement chargée, Aussitôt que le protecteur de batterie entre en action. il connecte aussi la bobine shunt du solénoïde directement aux bornes de la dynamo, de sorte qu'il agit conjointement avec la bobine série, réduisant ainsi le courant de charge de la batterie à une quantité négligeable ou juste suffisante pour maintenir les éléments en bon état.
Pour mieux faire comprendre l'invention et faci- liter sa mise en pratique, on la décrira ci-après d'une fa- çon plus détaillée en se référant au dessin annexé qui mon- tre schématiquement quatre dispositions établies suivant l'invention.
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Dans la fig. 1 une dynamo 1 est montée de façon à alimenter une série de lampes 2 et à charger une batterie 3. Le régulateur de type connu à l'aide auquel le débit de la dynamo et le voltage fourni aux lampes sont commandés comprend un adénoïde muni d'un enroulement shunt 4 et d'un enroulement série 5, ces enroulements étant connectés dans le circuit de charge de la batterie 3 d'une manière déjà connue. Le solénoï- de actionne un contact à roulement 6, ce qui fait varier la valeur de la résistance 7 réglant l'inducteur shunt, la dis- position étant telle qu'un accroissement de courant,soit dans la bobine 4, soit dans la bobine 5, augmente la valeur de la résistance 7 mise en circuit.
Un protecteur d'éléments 8 peut aussietre prévu, son rôle étant de mettre la bobine shunt 4 en circuit à l'achèvement de la charge de la batterie ce qui a pour effet de réduire le voltage de la dynamo à une valeur inférieure à celle qui est nécessaire pour envoyer une nouvelle quantité de courant dans la batterie. suivant la présente invention, des moyens sont prévus grâce auxquels la bobine shunt 4 est aussi employée pour effectuer le réglage désiré du voltage alimentant les lampes et, à cet effet, dans la disposition de la fig. 1, il est prévu entre la bobine shunt et l'interrupteur principal 10 du circuit de- lampes une connexion 9 dont la nature est telle que lorsque l'interrupteur 10 est fermé, une bobine shunt 4 est reliée directement aux bornes de la dynamo.
Lorsque cette bobine est ainsi reliée, son action est telle qu'elle limite le voltage engendré par la dynamo à la valeur à laquelle les lampes devraient normalement être alimentées. Comme ce voltage est insuffisant pour envoyer un courant de charge à travers la batterie en opposition à la contre -f.e.m. de la batterie on voit qu'avec une installation ainsi établie, la charge de la batterie ne peut avoir lieu que lorsque l'interrup-
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teur 10 est ouvert, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de lampes en circuit.
Dans ces conditions, le voltage de la dy- namo peut s'élever avec celui de la batterie au fur et à mesure que celle-ci se charge jusqu'au moment où, la charge étant terminée, le protecteur d'éléments 8 agit comme décrit plus haut) ce qui a comme résultat que le courant de charge est interrompu pour les raisons précédemment expliquées. Pour permettre à une charge d'être communiquée à la batterie simul- tanément avec une alimentation du circuit de lampes, on a ima- giné les montages représentés par les figs. 2,3 et 4.
Si l'on se réfère d'abord à la fig. 2, on voit que la connexion 9 partant de l'interrupteur 10, au lieu d'ê- tre conduite directement à la bobine shunt 4, est connectée à l'une des bornes du protecteur d'éléments 8. Ce protecteur est ainsi mis en circuit aussitôt que l'interrupteur 10 se ferme et il est établi pour fonctionner de façon à faire entrer en action la bobine shunt 4 quand un voltage légèrement supé- rieur au voltage normal des lampes est appliqué à ses bornes.
Ce faible excès est insuffisant pour détériorer les lampes, mais a pour effet d'envoyer un petit courant de charge à tra- vers la batterie, de sorte que celle-ci est partiellement chargée même pendant que le circuit de lampes est alimenté.
Toutefois, une charge entière de la batterie ne peut lui être communiquée que lorsque l'interrupteur 10 est ouvert et dans ces conditions, le protecteur de la batterie 8 est exci- té à travers un circuit contenant une résistance il, la va- leur de cette résistance étant telle qu'elle permet au volta- ge de la dynamo de s'élever à sa valeur de pleine charge avant que le protecteur agisse de façon à mettre la bobine shunt 4 en circuit, réduisant ainsi le voltage et arrêtant la charge de la manière sus-mentionnée.
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La disposition de la fig. 3 est analogue à celle de la fige 2, excepté qu'en remplacement de la résistance il montée en série avec le protecteur 8, un relais interrupteur 12 est agencé pour fonctionner d'une manière analogue au pro- tecteur 8 quand l'interrupteur 10 est fermé, le protecteur 8 étant agencé pour ne fonctionner que lorsque la batterie a été complètement chargée.
Dans la disposition de la fige 4, le protecteur 8 est supprimé, et la connexion 9 avec l'interrupteur 10 abou- tit directement à la bobine shunt 4,' ce qui a pour effet, comme précédemment, de relier cette bobine directement aux bornes de la dynamo quand l'interrupteur 10 est fermé. Toute- fois la bobine shunt 4 est établie pour permettre au voltage de s'élever à une valeur légèrement supérieure à la valeur normale sus-mentionnées afin qu'une charge partielle puisse être obtenue quand les lampes sont en circuit.
Toutefois, quand les lampes sont hors circuit, la connexion avec la bo- bine 4 est établie à travers une résistance 13 proportionnée de telle sorte que le voltage de pleine charge doit être en- gendré par la dynamo avant que le courant traversant la ré- sistance 13 et la bobine 4 soit suffisant pour permettre à cette dernière de déterminer la cessation de la charge.
Il ressort de ce qui précède que l'application d'une installation d'éclairage électrique suivant l'invention aux voitures/de chemins de fer ou véhicules analogues a comme résultat que le débit de la dynamo peut être réglé automatique- ment suivant l'une quelconque des conditions suivantes :
1 - Quand les lampes sont hors circuit, la batterie peut être chargée par un courant constant, seule la bobine série du dispositif régulateur étant en circuit, jusqu'au mo- ment ou la batterie a atteint l'état de pleine charge, le protecteur entrant alors en action et réduisant automatiquement
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le voltage de la dynamo par la connexion de la bobine shunt.
2 - Quand les lampes sont hors circuit, le cou- rant de charge de la batterie peut être réglé par les enroule- ment série et shunt; par conséquent, à mesure que la batterie se rapproche de l'état de pleine charge, le/courant de charge diminue proportionnellement à l'accroissement du voltage de la batterie.
3 - Quand les lampes sont en circuit, le débit de la dynamo est réglé de telle sorte que le voltage aux bornes du circuit de lampes est maintenu constant à la valeur pré- déterminée quel que soit le nombre de lampes qui peut être en service, nombre qui peut être augmenté ( ou diminué ) sans déterminer un accroissement ( ou une diminution ) cor- respondant dans le voltage aux bornes du dit circuit de lampes,
Les avantages des installations d'éclairage élec- trique pour voitures de chemins de fer, etc..., suivant l'in- vention résident dans la simplification et la diminution du nombre des appareils employés et dans l'efficacité plus gran- de du résultat obtenu., et résultant du fait que le courant de charge de la batterie est maintenu à la valeur,
la plus appropriée aux desiderata, de cette batterie, celle-ci ne pouvant pas être surchargée ; et plus spécialement du fait qu'on évite que le voltage varie quand les lampes sont en circuit ainsique la mise hors service des lampes par le grillage du filament ou les effets nuisibles dus au fait qu'elles sont soumises a des surtensions, effets qui diminuent leur durée de service utile.
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