<Desc/Clms Page number 1>
" DISPOSITIF DE REGULATION TOUR GENERATRICE ELECTRIQUE ENTRAINEE PAR UN MOTEUR THERMIQUE "
On sait que les moteurs thermiques, tels que les moteurs à explosion ou à combustion, présentent le meilleur rendement pour des vitesses de rotation comprises entre des limites déterminées, de sorte que dans toute installation où un tel moteur entraine une génératrice électrique alimentant elle-même des moteurs électriques ou autres* appareils d'utilisation, il est désirable que,quelle que soit la. valeur du couple résistant appliqué aux appareils d'utilisa- ,ton, le mpteur thermique garle une vitesse normale.
Ce problème se présente en particulier sur un
<Desc/Clms Page number 2>
véhicule automobile dans lequel les roues ou essieux moteurs, sont entrainés directement par des moteurs électriques alimentés par une génératrice placée sur le véhicule. Dans ces conditions, pour résoudre le problème il suffit d'agir sur l'excitation séparée ou shunt de cette génératrice.
A cet effet, conformément à l'invention, le circuit d'excitation de la génératrice comprend une résistance variable commandée par un électro-aimant placé sous la dépendance d'unnrégulateur tournant entraîné par le moteur lui-même.
De préférence ce régulateur se compose d'un stator comportant un certain nombre de pôles et d'un rotor établi en cage d'écureuil ou en court-circuit; ce rotor est entraîné par l'arbre du moteur principal, par l'intermédiaire d'une liaison élastique et il porte un plot de contact coopérant avec un deuxième plot entrainé directement par l'arbre;ces deux plots étant, au moyen de balais convenables, intercalés dans le circuit qui commande 1'électro-aimant.
Grâce à cette disposition, lorsque le moteur a tendance à dépasser sa vitesse de régime, le rotor du régulateur se trouve freiné magnétiquement par les pôles sous lesquels il tourne et se décale légèrement par rapport à l'arbre du moteur; ce décalage étant autorisé par la liaison élastique. Les plots viennent alors en contact et actionnent 1'électro-aimant. La résistance variable est diminuée et l'excitation de la génératrice augmentée; ainsi la puissance demandée au moteur augmente et l'étptilibre de vitesse se rétablit.
<Desc/Clms Page number 3>
Une forme de réalisation d'un dispositif régulateur conforme à l'invention est montrée à titre d'exemple aux dessins annexés dans lesquels:
La fige 1 est un sohéma des connexions du dispositif.
La fige 2 est une coupe à plus grande échelle du régulateur proprement dit.
La fige 3 est une coupe suivant la ligne IIIIII de la fig. 2.
L fige 4 est une vue développée suivant la ligne IV-IV de la fige 2.
Sur la fige 1,on voit, schématiquement en 10 un moteur thermique, par exemple un moteur à explosion à 4 cylindres pour véhicules. Ce moteur entraine par l'in- termédiaire d'un dispositif d'accouplement 11 une génératrice électrique 12 dont on voit en 13 le collecteur sur lequel frotte des balais 14, qui grâce à des condueteurs 15 alimentent des moteurs tels que 16, supposés excités en série par des inducteurs 17.
Suivant l'exemple représenté, la génératrice 12 est supposée à excitation indépendantes, c'est à dire que son enroulement inducteur 18 est alimenté par une batterie d'accumulateurs 19, par l'intermédiaire d'une résistance variable 90* Il est à remarquer que, comme il arrive fréquemment sur'un véhicule automobile, le pôle négatif de la batterie 19 est mis à la masse en 21.Dans oes conditions, il suffit pour fermer le circuit, que l'une des extrémités de la résistance 20 soit elle aussi mise en permanence à la masse en 22.
L'installation comprend également une génératrice auxiliaire destinée à charger la batterie
<Desc/Clms Page number 4>
19, mais cette génératrice entraînée par le moteur est de disposition tellement usuelle que dans un but de simplification, elle n'a pas été représentée sur le schéma.
Pour faire varier l'excitation séparée de la génératrice 12, c'est-à-dire pour assurer la régulation du système, la résistance variable 20 est commandée par le noyau mobile 23 d'un électro-aimant 24 excité aux moments voulus. Cette résistance variable 30 peut être de toute forme convenable, à curseur, à contact glissant etc ...; sur le schéma, on reconnaît que le type représenté comprend deux boudins formés de spires en fil résistant et interposés entre un plan d'appui fixe 25 et un plan d'appui mobile 26, solidaire du noyau 23. Un ressort 27 de force convenable maintient toujours le plan 26, en appui sur les spires 20.
On conçoit que si le noyau 23 est attiré, les spires proprement dites 20 sont comprimées et viennent en contact les unes aveo les autres, oomme celles d'un ressort qu'on écrase; ce contact mutuel entre les spires diminue la résistance de l'ensemble et l'on obtient ainsi une résistance progressivement variable très simple et ne comportant aucun contact glissant susceptible de provoquer des coupures du circuit et des étincelles.
L'enroulement 28 de l'électro-aimant 24 est excité par la batterie 19 au moyen d'un circuit formé de conducteurs tels que 29 et 30 et comprenant un interrupteur commandé par un régulateur tournant 31 entraîné par le moteur 10 et agencé de façon à fermer le circuit, lorsque le moteur 10 a tendanoe à voir sa vitesse
<Desc/Clms Page number 5>
augmenter.L'un des éléments de cet interrupteur reçoit le conducteur 30 par 1'intermédiaire d'une borne 32; quant à l'autre élément de l'interrupteur, il est simplement mis à la masse d'une façon qui ne peut apparaître sur la figure, mais qu'on imagine aisément, puisque la plupart des organes utilisés sont métalliques.
On conçoit que lorsque la vitesse du moteur 10 augmente, l'interrupteur commandé par le régulateur 31 se ferme, l'électro-aimant 24 est excité et attire le noyau 23; les spires 30 se trouvent comprimées de sorte que leur résistance électrique diminue, ainsi le courant dans l'enroulement d'excitation 18 augmente et la géné- ratrioe 12, plus excitée, débite une charge plus grande de sorte que la vitesse du moteur 10 redevient normale.
La fig. 2 montre une forme de réalisation préférée du régulateur 31; ce régulateur est ici supposé placé en bout de l'arbre moteur 10, mais il est évident qu'il pourrait être placé sur tout autre organe tournant entraîné par ce moteur, la génératrice de charge de la batterie 19 par exemple.
Sur la fige 3 on voit en 32 la borne de connexion pour le conducteur 30, en 33 l'extrémité de l'arbre du moteur 10. Le régulateur proprement dit comprend une sorte de stator électrique comportant un nombre pair de pôles, tels que 34, excités par des enroulements 35, disposés par exemple en série, dont une extrémité est reliée à la masse en 36, tandis que l'autre extrémité est conne@tée à une borne extérieure 37 ( fige 1 et 2 ), qui est elle-même reliée au pôle positif de la batterie 19 par un conducteur 38 sur lequel est intercalé un rhéostat 39
<Desc/Clms Page number 6>
dont la manoeuvre peut être assurée par le machiniste du véhicule.
Le régulateur comporte également un rotor 40 agencé comme clui d'un moteur asynchrone à cage d'écureuil; ce rotor est monté fou sur l'arbre 33, mais il est entraîné par lui par l'intermédiaire d'une liaison élastique réalisée sous forme d'une lame de ressort arquée 41 ( fig. 3 ) dont une extrémité est fixée en 42 à l'arbre 33, et l'autre extrémité en 43 au rotor 40 lui-même.
Ce rotor porte latéralement un plot de contact 44 ( fig. 4 ) qui se trouve ainsi mis en communication avec la masse : ce plot de contact coopère avec un autre plot 45 monté sur un disque isolant 46 claveté sur l'arbre 33. Enfin le plot 45 est relié électriquement à une bague circulaire 47 fixée sur le disque isolant 46 et sur laquelle appuie d'une façon continue un frotteur 48, repoussé par un ressort 49 et monté dans la borne 32 déjà décrite.
Le fonctionnement de ce régulateur est le suivant:
En supposant que le moteur 10 tourne à une certaine vitesse, le rotor 40 tourne dans le champ provenant des pôles 34, il en résulte que pour toute valeur de ce champ ( déterminée par le machinisme ) au moyen du rhéostat 39 ), un certain couple s'exerce sur le rotor à peu près proportionnellement à sa vitesse de rotation.
D'autre part, la liaison élastique 41 s'oppose au couple précédent et le machiniste doit régler
<Desc/Clms Page number 7>
le rhéostat 39 pour qu'à la vitesse voulue un équilibre s'établisse entre les actions des pôles 34 et de la liaison élastique 41.
Dès qu'une augmentation de vitesse se produit, le couple électrodynamique j'exerçant sur le rotor 40, tend à croître. De plus, il apparaît un couple de même sens dû à l'inertie du rotor. La somme de ces souples surpasse alors la valeur'de celui produit par la liaison 41 et le plot 44 vient en contact avec le plot 45, ce qui a pour effet d'exciter l'éleotro- ¯aimant 24, et, ainsi qu'on l'a vu ci-dessus augmenter l'excitation de la génératrice 12.
On conçoit ainsi que pour chaque position du rhéostat 39, on obtienne pour le moteur 10, une vitesse que le dispositif maintient constante. On peut par la manoeuvre de ce rhéostat obtenir toute une gamme de vitesses constantes désirées. On pourrait aussi, en particulier, oonjuguer la commande d'admission du moteur 10, avec l'organe mobile du rhéostat 39. de façon à lier leurs deux manoeuvres.
Dans certains cas, il peut y avoir intérêt à modifier l'efficacité du régulateur et on peut à cet effet disposer un autre rhéostat 50, en shunt sur le régulateur; de cette façon, un courant permanent de valeur convenable circule dans l'électro-aimant 24 et 1'action du régulateur se trouve ainsi limitée . lorsque le rhéostat 50 est à, s , position de courtcircuit, le régulateur est totalement mis hors d'action.
L'invention n'est évidemment pas limitée à l'exemple décrit, et sans sortir de son cadre, on
<Desc/Clms Page number 8>
pourrait apporter à sa réalisation toutes les modifications nécessaires, portant par exemple, sur l'emplacement du régulateur 31 , sur sa constitution interne, sur la forme de la résistance variable 20, et sur son mode de commande par 1'électro-aimant 24.