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BREVET D'INVENTION Régulateur automatique de tension pour alternateurs
La présente invention a trait à un régulateur automatique de tension pour alternateurs.
Le régulateur préconisé par cette invention comporte un circuit auxiliaire alimenté par un transformateur branohé sur le courant à régulariser, dont l'enroulement secondaire
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passe par un convertisseur-redresseur et un élément de couplage en liaison avec les inducteurs de l'alternateur de sorte que le courant d'excitation se trouve renforcé dès qu'il se produit une chute de tension dans l'alternateur, et par contre diminue lorsqu'il se produit une augmentation de la tension alternative.
Les dessins annexés indiquent schématiquement, à titre d'exemple,nullement limitatif, quelques formes dtexécution du régulateur conforme à L'invention et dans ceux-ci: la fige 1 représente le régulateur en couplage magnétique aveo l'excitation d'un alternateur monophasé. la fige 2 représente le même régulateur en couplage statique avec l'excitation. la fig. 3 représente un régulateur identique à celui de la fige 1 pour alternateurs triphasés et, la fige 4 est une vue partielle d'une variante du régulateur représenté à la fige 3.
Dans ces dessins, les mêmes chiffres de références désignent les marnes éléments du régulateur.
En ce qui concenne le régulateur de la fige 1, l'enroulement primaire 10 d'un transformateur V est monté en parallèle sur les feeders A, B de l'alternateur G, et l'enroulement secondaire 11, de ce même transformateur est en série avec un dispositif à conductibilité asymétrique ou convertisseur R, et avec un enroulement auxiliaire 13. Cet enroulement auxiliaire est bobiné par-dessus l'enroulement shunt 14 de l'excitation E de l'alternateur G, de manière que les ampère-tours de ce dernier agissent en sens contraire des ampères-tours de l'enroulement shunt 14. Le nombre des spires de l'enroulement auxiliaire 14 a été choisi de manière que ses ampère-tours soient plus
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faibles que les ampère-tours de l'enroulement shunt 14 pour chaque suroharge qui se produit dans la ligne.
Il s'ensuit que l'enroulement auxiliaire 13 engendre dans les pôles de l'excitation E un champ magnétique qui se superpose au champ produit par l'enroulement shunt 14 et affaiblit ce dernier.
Le convertisseur R du circuit auxiliaire est un ré.. oipient à cathode incandescente avec anode 16 et cathode 17, qui est branché dans l'enroulement secondaire 11 du transformateur V et dont l'lénent ohauffant est alimenté par une prise 18 sur l'enroulement 11.
Lorsque la tension entre feeders de l'alternateur G décroît, les tensions des enroulements 10, 11 du transformateur V s'abaissent également ainsi que le courant qui traverse l'enroulement auxiliaire 13, ce qui a pour effet d'affaiblir le champ de l'enroulement auxiliaire 15 qui agit en sens contraire du champ de l'enroulement shunt 14 de l'excitation E. Il s'ensuit que le champ polaire résultant, et par conséquent la valeur de l'excitation E, ainsi que le courant parcourant les enroulements polaires 15 de l'excitation de l'alternateur G augmentent et que la tension de l'alternateur croït à son tour.
Un réglage approprié de la résistance variable 12 permet de compenser la chute de tension par un accroissement correspondant de la valeur de l'excitation et, dans certai- nes limites, cette compensation peut être absolue pour une chute de tension déterminée se manifestant à l'alternateur.
Dansle cas où les variations de l'intensité de cet alternateur devraient également dépendre de ce régulateur on a prévu dans le circuit auxiliaire un transformateur T
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dont l'enroulement primaire 19 est constitué par un des feeders de l'alternateur G et dont l'enroulement secondaire 20 est en série avec l'enroulement secondaire 11 du trans- formateur V mais dans lequel le courant circule en sens contraire du premier. Un inverseur 21 qui se trouve branohé sur l'enroulement 20 sert à modifier éventuellement le sens du courant arrivant du transformateur T.
On obtient par ce montage un abaissement de tension dans l'enroulement auxiliaire 13 lorsque le débit de l'alternateur augmente et cet abaissement a pour conséquence une augmentation du circuit d'excitation correspondant à la majoration de débit de l'alternateur.
La fig. 2 représente une variante d'exécution du dispositif de cette invention dans laquelle l'un des conducteurs de l'excitation E constitue une résistance 22, et le circuit auxiliaire - comportant en série l'enroulement secondaire 11 du transformateur V, le convertisseur R et une résistance variable 12 - est branché aux bornes de la résistamce 22 de manière qu'au courant d'excitation traversant la résistance 22 se super- pose un courant de réglage de sens contraire. Le couplage magnétique entre le oirouit auxiliaire et l'excitation E se trouve ainsi remplacé par un couplage statique.
Comme précédemment, une chute de tension se produisant à l'alternateur G provoque un abaissement du courant dans le circuit auxiliaire et par suite un renforcement du circuit d'excitation,
On peut aussi mettre un transformateur dans le circuit auxiliaire du régulateur de tension de la fig. 2 pour qutil puisse aussi répondre aux variations de charges se produisant dans l'alternateur.
Toutes les formes d'exécution de ce régulateur-peuvent comporter un transformateur sur l'une des lignes et sur le neutre 0 de l'alternateur lorsqu'il y en a un.
Le régulateur qui vient d'être décrit peut également s'appliquer à la régulation d'alternateurs à courants triphasés.
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De préférence, on utilisera dans ce cas un transformateur à trois phases (fig. 3) pour obtenir une régulation correspondant à la variation moyenne des trois phases.
Les enroulements primaires 10 ( fig. 3 ) du transformateur triphasé V sont alimentés par les trois feeders A, B,C de l'alternateur et sont montés en étoile (ou en triangle) tandis que les enroulements secondaires 11, 111, 11 du transformateur V sont en série, l'un des enroulements de phase 111 étant branché en sens contraire des deux autres. Les enroulements montés en série 11, 111, 11 constituent une source bipolaire d'énergie dans le circuit auxiliaire qui, comme précédemment, est relié à l'enroulement auxiliaire 13 par le convertisseur R à cathode incandescente et une résistance variable 12.
Comme pour le régulateur de la fig. 1, cet enroulement auxiliaireest bobiné en sens contraire sur l'enroulement shunt 14 de l'excitation et engendre aux pôles de l'excitation E un champ superposé de polarité contraire qui a pour effet d'abaisser le ohamp de l'enroulement shunt 14 de l'excitation d'une valeur correspondante à la chute de tension dans l'une ou l'autre des phases de l'alternateur triphasé.
Pour obtenir une régulation constante qui soit indépendante, quelle que soit la phase de l'alternateur où la variation de tension s'est manifestée, l'enroulement de phase en sens contraire 111 du transformateur V ne comporte que la moitié des spires qu'ont les autres enroulements 11, 11.
Le courant de chauffage du filament chauffant 17 de la oathode incandescente du convertisseur R est fourni par des enroulements séparés 23, 231, 23, du transformateur V qui sont branchés oomme les enroulements secondaires 11, 111, 11 et décalés en phase de 180 , les enroulements 11, 111, 11 et les enroulements 23, 231, 23 étant également branohés comme s'il s'agissait d'un transformateur monophasé.
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Dans un montage triphasé de ce genre, une variation de tension se produisant dans chacune des phases de l'alternateur a pour conséquence une régulation correspondante dans toutes les phases.
Pour le cas où le régulateur de la fig. 3 devrait également répondre aux variations d'intensité se manifestant dans l'alternateur, on a prévu le 'branchement d'un transformateur T sur les trois phases de l'alternateur dont les enroulements secondaires 20, 201, 20 sont en série mais dont l'un, par exemple 201, n'a que la moitié des spires des autres, et est branché en sens contraire, comme pour le transformateur V.
Les enroulements secondaires 20,201, 20 sont en série dans le circuit auxiliaire et branchés en sens contraire des enroulements secondaires 11, 111, 11 du transformateur V.
Un inverseur 21 placé avant les enroulements 20, 201, 20 permet éventuellement de changer le sens du courant venant du transformateur T. Ce montage permet d'obtenir un abaissement de tension dans le circuit auxiliaire pour toute augmentation de débit d'une quelconque des phases de l'alternateur, et par voie de conséquence, une augmentation de la valeur de l'excitation de l'alternateur G.
Comme l'indique la fig. 4, on peut monter un transformateur auxiliaire S monophasé dont l'enroulement primaire 24 est sur le circuit desenroulements secondaires 20 , 201, 20 du transformateur T et dont le secondaire 25 est dans le circuit auxiliaire. Un interrupteur 26 placé devant le primaire 24 permet de brancher le transformateur à volonté dans le circuit auxiliaire ou de l'en séparer,
De même, lorsqu'il s'agit d'un régulateur de tension pour courant triphasé, le circuit auxiliaire au lieu
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d'être en couplage magnétique avec les enroulements de champ de l'excitation, peut être relié à une résistance située sur l'un des conducteurs de l'excitation de manière qu'un cour.
rant de réglage de sens contraire se superpose dans la ré- sistance., au courant d'excitation,, Le bobinage est le même que pour le régulateur de la fig. 2,
On peut évidemment choisir de nombreuses formes d'exécution du régulateur préconisé par cette invention.
L'enroulement auxiliaire 13 du circuit auxiliaire général peut être, par exemple, une partie de l'enroulement d'excitation ou encore il peut être bobiné comme enroulement supplémentaire sur le s pales d'une machine déjà existante.
Dans un but de simplicité on a représenté le convertisseur du circuit auxiliaire comme ne redressant qu'une seule alternance, bien qu'en pratique le redressement s'effectue de préférence sur les deux alternances* Lorsqu'on utilise un convertisseur à cathode incandescente, le chauffage peut se faire d'une source de courant quelconque, par exemple par l'excitation elle-même. D'autres types de redresseurs peuvent évidemment être utilisés oomme les soupapes à vapeur de mercure pu les redresseurs à éléments secs.
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