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" Perfectionnement aux installations électriques pour l'éclairage et -le chauffage des trains et les instal.... lations analogues "
La présente invention concerne les perfectionne- ments aux installations électriques pour l'éclairage et le chauffage des trains et les installations analogues du type comprenant une batterie et une dynamo entraînée par l'essieu. La batterie est chargée par la dynamo pen- dant que le train est en marche et sert à alimenter les
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lampes et les antres appareils pendant que le train est arrête.
Etant donné qu'il est essentiel qu'une charge convenable soit toujours disponible lorsque le train est arrête, on doit prévoir des batteries de grande capacité. Un des objets de l'invention consiste à prévoir des moyens permettant de re- charger les batteries avec une perte de temps minimum, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des dynamos par trop impor- tantes.
Jusqu'à présent, en pratique, le rechargement des batteries a été effectué généralement à l'aide d'une combi- naison d'une dynamo de forme simple à enroulement shunt et d'un régulateur automatique de dynamo, la caractéristique résultante du charge de la batterie ayant une pente cor-
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responant à 7¯'aiacmenta-icn prop-ressive de la force électro- motrice de la batterie.'Il en résultait que la batterie,tout en étant protégée d'une manière efficace contre les surcharges,
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Jr.fflL ne permettait pas de maintenir de charge à la valeur initiale maximum pendant un temps suffisamment long pour as- surer une rechargement aussi rapide que possible de la batterie.
Cet inconvénient est particulièrement prononcé dans le cas d'éléments de Jungner ou d'éléments à. nickel-cadmium et encore davantage avec des éléments à nickel-fer ou Edison.
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On a également proposé dans la combinaison précitée d'utiliser une dynamo à courant constant et à réglage automati= que combinée avec un limiteur du courant de charge de la bat-' terie.
Par contre, suivant la présente invention, on utilise une combinaison des procédés de courant constant et de volta- ge constant. En d'autres termes, on utilise une dynamo à cou- rant constant à réglage approprie en combinaison avec un régu- lateur à voltage constant, le débit total de la dynamo étant disponible sans restriction pour charger la batterie au régime maximum jusqu'à ce que le voltage de charge atteigne une va- leur correspondant à un degré déterminé à l'avance de charge de la batterie, après quoi le régulateur joue de façon à maintenir la tension approximativement constante à cette valeur Le régulateur utilisé doit pouvoir maintenir la tension de char ge constante, aussi bien dans le cas où cette tension tend à s'élever que dans le cas où elle tend à tomber, ce régula- teur devant, en outre,
pouvoir être réglé facilement, de façon à pouvoir fonctionner à, toute tension désirée. Cette dernière caractéristique présente l'avantage qu'on peut uti- liser un seul régulateur ou une série de régulateur de façon à agir en combinaison avec des batteries aplomb, Jungner, Edison ou autres ainsi qu'à s'adapter à des éléments
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se trouvant dans des conditions de fonctionnement différentes.
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On peut, T'flJ" f) xe,""" 1 r;, ut3Hpe'" un Y' 'J"111f1 te l1r de e c l3.'iTlp (11J type à .e charbon actionné par un solénolde à on:ro1.Úemon"L shunt. Le réglage dans ce cas peut être effectué au moyen ci'une résistance calibrée combinée avec 1'enroulement shunt du solé- noide ou par des dispositifs mécaniques à l'aide desquels le solénoïde règle la compression de @ de charbon.
Sur les dessins annexés, on a représenté à titre d'exem- ple et d'une manière schématique sur la figure 1 un mode de construction simple d'un régulateur vu en élévation.
En se référant à cette figure, on voit en 1 l'enroule- ment du solénoide branchéaux bornes des balais principaux d'une dynamo à courant constant, 2, en étant ainsi soumis à la, différence de potentiel de cette dynamo. Une résistance de calibrage, 1 , peut être branchée en série avec l'enroule- ment 1 pour permettre le règlage. A son extrémité inférieure, le noyau, 3, du solénoide porte un contact, 4, destiné à. relier deux contacts fixes, 5, branchés en série avec les cir-
1 cuits de champ, 6-6 , de la dynamo 2. Un ressort à compressons tend à maintenir le contact 4 appuyé contre les contacts 5.
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Ur/ ;1ie charbon, 8, montée au-dessus du solénolde 1 et dont la plaque de compression supérieure, 8 ,est reliée au noyau 3 au moyen d'une tige centrale, 9, tend à être maintenu/
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sous pression par le ressort, 7. La compression initiale peut être réglée au moyen d'un écrou, 10, se vissant sur l'extrémi- té de la tige 9. La pile de charbon est reliée électriquement au contact 5.
Le mode de fonctionnement de ce dispositif sera compris en se référant à la figure 2 qui montre, à titre d'exemple, un diagramme indiquant la marche de la charge d'une batterie aplomb-acide de 200 ampères/heure à douze éléments à partir la décharge 0, ce diagramme montrant deux cas,:
1 .- par une dynamo ordinaire à enroulement shunt fonctionnant normalement en combinaison avec un régulateur de tension,
2 .- par une dynamo à courant constant agissant en combinaison avec un régulateur de tension destiné à fonction- ner suivant l'invention.
Sur ce diagramme le courant de cbarge (gros trait), les tensions de charge (trait fin) et les états de charge exprimés en pourcentage de la charge maximum ou de la capa- cité (traits mixtes) sont portés en fonction de temps.
Dans le premier cas, le courant de charge initial tend à être très élevé et il est nécessaire en pratique de limiter le débit de courant de la dynamo par exemple en pré- voyant sur le régulateur quelques spires-série. Néanmoins,
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la dynamo doit pouvoir donner un débit initial plus grand que celui qui est nécessaire. Le courant, de charge tombe tout- d'abord très ranjdement et ensuite lentement pendant elle la force électro-motrice de la batterie croît. La charge jusqu'à la va.leur désirée se produit relativement lentement.
Dans le second cas, le débit de courart de la dynamo reste d'abord sensiblement constant indépendamment de la, ca- ractéristique de la tension de charge de la batterie. Il est inutile de prévoir des d.ispositifs extérieurs limitant le dé- bit et la dynamo ne doit être capable que de donner le débit constant dont la, valeur est sensiblement celle nécessaire.
Pendant la période initiale, le contact 4 du régulateur reste appuyé contre les contacts b en court-circuitant la pile de charbon 8 et en maintenant le champ à sa valeur maximum normale. La force électro-motrice de la batterie et la, tension de la dynamo crosent progressivement jusqu'à ce qu'on ait atteint une valeur déterminée à l'avance, 8. laquelle la batte- rie peut être considérée comme ayantsa charge entière nor- @ male (par exemple de 80 % de la charge @). A ce point, la traction du noyau 3 sur le solénoïde 1 est suffisante pour ouvrir le contact 4 et par conséquent pour introduire la résistance de la pile de charbon 8 dans les circuits de champ 6-6 .
A l'instant 11 (figure 2) où le contact 4-5 est rompu,
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la résistance de la pile 8 est relativement faible et la tension a tendance à continuer à monter. Par conséquente le noyau 3 continu a être attiré à l'intérieur du solénoïde 1 et la pression du ressort 7 sur la pile 8 est légèrement affaiblie. Ceci augmente la résistance de la pile 8 dans les circuits de champ et empêche la continuation de l'élé- vation de la tension. Ensuite, la tension est maintenue sensiblement constante par l'action du régulateur, le courant tombant avec une vitesse relativement grande jus-
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q1)' à 1?, valen1"> 171j llÍmmr lorsque la charge est terminée à 100 %.
De cette façon, la batterie peut être rechargée dans un temps minimum et au moyen d'une dynamo dont le débit n'a pas besoin d'être aussi grand que dans le cas de la dis- position connue ci-dessus indiquée. Cet avantage est surtout très prononcé dans le cas où la batterie est constituée par des éléments à nickel-fer ou nickel-cadmium. Comme, en outre,. le point auquel le régulateur devient actif peut être choisi exactement de la manière appropriée, à l'aide de dispositifs
1 de réglage tels que la résistance 1 et l'écrou 10, la batterie peut être chargée de cette façon sans détérioration, sans risque de surcharge et, par conséquent, de perte d'élec- trolyte et même de diminution de la durée de service de la batterie.
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Grâce au fait que la charge s'effectue par un procéda à courant constant, on évite tout naturellement la sulfata- tion des batteries au plomb. Toutefois si une telle sulfatation se produit grâce au fait que le régime maximum de charge pour une batterie déchargée est maintenu pendant une longue période de temps tandis au'avec le procédé de charge à tension cons- tante la courbe du courant de charge descend à partir du début, la sulfatation se trouve arrêtée ou corrigée avec une vitesse relativement grande.
Une autre propriété de la disposition suivant l'invention est qu'on peut utiliser l'avantage résultant du débit renforcé qui, généralement, correspond à froid aux dynamo à vitesse variable.
Dans le montage particulier du circuit de champ représenté à titre d'exemple sur la figure 1, l'enroulement de champ 6 est branché entre un balai auxiliaire a et le balai principal b en étant relié à la partie postérieure de ce dernier, tandis que l'enroulement 61 est branché
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aux bornes es 1-.aJais l)'!";YJr,jTJRl1X 0-0, les deux circuits étant fermés par les contacts 4-5, de telle sorte que, lors- que ce contact est ouvert, les deux enroulements se trouvent en série avec la résistance de règlage 8. La dynamo peut comporter évidemment d'autres enroulements de champ 6 ,
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par exemple des enroulements série.
La représentation des - 1- Il enroulements 6-6 -6 est évidemment conventionnelle et, en pratique, de tels enroulements sont distribués d'une manière convenable sur les pôles de la dynamo.
Les figures 3 & 4 montrent d'autres exemples de dis- positions des circuits de champ.
Sur la figure 3, les enroulements 6-61 sont en parallèle et sont branchés entre un balai auxiliaire a et le balai principal b par l'intermédiaire des contacts 4-5.
-Sur la figure 4, l'enroulement 6 est branché direc- tement entre le balai auxiliaire a et le balai principal b tandis que l'enroulement 6 est branché aux bornes des balais principaux b-c, par l'intermédiaire des contacts 4-5. Ainsi par l'ouverture du contact 4-5, la résistance , de réglage 8 est mise en circuit seulement avec l'enrou- lement 6 .