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DISPOSITIF POUR LA REGULATION DE LA TENSION DE GENERATRICES DE COURANT
DE NOMBRE DE TOURS VARIABLE, POUR LA CHARGE D'UN ACCUMULATEUR.
L'invention concerne un dispositif pour la régulation de la ten- sion de génératrices de courant à régime variable., pour la mise en charge d'un accumulateur, en particulier dans les installations pour automobiles, avec-un régulateur à contacts trembleurs et un organe thermique influençant directement le mode de fonctionnement du régulateur.,
On connaît déjà des installations dans lesquelles est disposé dans le circuit d'excitation du régulateur un commutateur à rupture brusque thermique. Ce dernier est disposé de telle sorte qu'il dépend de la tempé- rature extérieure.
Il est en outre réglé de telle sorte que, d'une part il inverse le régulateur, seulement pour Lune température extérieure d'environ + 30 à + 40 C pour un réglage sur la tension plus basse,, et d'autre part in- verse de nouveau à environ 0 à 5 C pour un réglage sur la tension plus hau- teo Ce dispositif ne peut pas adapter l'installation dans la proportion dé- sirable aux nécessités pratiques relatives à la charge de l'accumulateur.
Conformément à l'invention, on obtient d'une part dans toutes les circonstan- ces de fonctionnement possibles du véhicule une charge satisfaisante de l'ac- cumulateur, et on évite d'autre part, une surcharge du fait que l'organe influençant le mode de fonctionnement du régulateur est chauffé par la résis- tance de réglage se trouvant dans le circuit d'excitation de la génératrice.
Sur le dessin sont représentés trois exemples d'exécution de l'ob- jet de l'invention.
La figure 1 représente le schéma de montage d'une installation avec un régulateur de tension et un interrupteur bilame influençant le nom- bre d'ampère-tours de ce régulateur.
La figure 2 représente le schéma de montage de la même installa- tion avec un régulateur de courant supplémentaire.
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La figure 3 représente un régulateur de tension avec une butée se composant d'un bilame, pour la variation de la force de rappel de l'armature du régulateur.
La figure 4 représente un diagramme de l'allure du courant d'ex- citation de la génératrice, et de la tension régnant aux bornes de la résis- tance de réglage en fonction du nombre de tours et de la charge de la géné- ratrice .
Dans la fige I, 10 représente une génératrice shuntée de courant continu, dont le pôle poisitif est relié par un interrupteur automatique avec un accumulateur 12, tandis que le pôle négatif de la génératrice est à la . masseo Pour la régulation de la tension de la génératrice de courant,, on uti- lise de la manière connue un régulateur à contacts trembleur 13 qui insére périodiquement dans le circuit de 1-'enroulement d'excitation 14 de la géné- ratrice une résistance 15, on peut le court-circuiter.
Le régulateur 13 possède à cet effet deux contacts fixes 16 et 17, entre, lesquels 'se trouve le bras de contact 18 de l'armature du régula- teur 19,qui est actionnée par une bobine d'excitation 20 en opposition à la traction d'un ressort 21 qui tend à presser le bras de contact 18 contre le contact fixe 16. Une extrémité de la bobine 20 est reliée au pôle posi- tif de la génératricetandis que l'autre extrémité est reliée., par l'inter- médiaire d'une résistance 22, à la masse. En un certain point, par exemple en 23 est relié à la résistance 22 un interrupteur bilame 24 qui. peut relier ce point de la résistance avec la masse.
Cet interrupteur bilame est dispo- sé à proximité directe de la résistance de réglage 15 de telle sorte que cet interrupteur dépend de la température de la résistance, qui peut également être enroulée sur les lames métalliques de l'interrupteur bilame. Ce dernier est tel, qu'il soit ouvert lorsqu'il est froid, et qu'il commence à se fermer au réchauffage. Lorsqu'il est fermé, la partie de la résistance 22 se trou- vant être le point de prise 23 et la masse est court-circuitée, diminuant ainsi la résistance totale du circuit de courant de la bobine de tension du régulateur.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante.
Considérons d'abord le diagramme fig. 4, La courbe A montre l'al- lure du courant d'excitation à demi-charge et la courbe B à pleine charge., à chaque instant, en fonction du nombre de tours de la génératrice. La cour- be C donne l'allure de la tension régnant aux bornes de la résistance de ré- glage 15, en fonction du nombre de tours à demi charge, la courbe D à pleine charge. Le courant d'excitation croit d'abord avec la vitesse de rotation jusqu'à une valeur maximum qui est atteinte à demi charge., au nombre de tours E, et à la charge pleine au nombre de tours F. A ces nombres de tours, le ré gulateur commence à fonctionner. Le courant d'excitation nécessaire décroît, lorsque la vitesse continue à croître, sensiblement plus vite à demi charge qu'à pleine charge.
II en résulte que la tension aux bornes de la résistance de réglage 15 croît, pour une vitesse croissante, plus lentement à pleine charge qu'à demi charge.Pour maintenir la tension de la génératrice à une même valeur, il faute à faible charge de la génératrice régler naturellement plus de courant d'excitation, c'est-à-dire que la résistance de réglage 15 est insérée plus souvent avant l'enroulement d'excitation 14, que pour une forte charge.
La puissance. de chauffage dans la résistance de réglage 15 croît avec le carré de la tension sous laquelle elle se trouve. Sur le diagramme la tension à la résistance 15 à demi charge est par exemple à 3000 tours par mi- nutes environ 3,8 volts, tandis qu'elle est égale à pleine charge à 1,9 volt environ. La puissance de chauffage de la résistance à demi charge est donc quatre fois plus grande qu'à pleine charge. L'interrupteur bilame est donc chauffé moins fort à pleine charge qu'à demi charge et sera donc fermé, s'il se ferme, un temps'beaucoup plus court qu'à demi charge.
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La résistance 22 reste donc à pleine charge entièrement en sé- rie avec la bobine 20, de façon que le régulateur règle sur la tension éle- vée.
Le modè de fonctionnement fondamental du régulateur de tension 13 est connu. C'est pourquoi off décrira ici seulement l'action de l'inter- ruptaur bilame sur le fonctionnement du régulateur. Du fait de la fermeture de l'interrupteur bilame, la partie de la résistance 22 se trouvant entre le point de raccordement 23 et la masse, et qui est en série avec la bobine 20 est court-circuitée.Du fait de cette diminution de la valeur de la résistan- ce le nombre d'ampère-tours de la bobine 20 pour une tension donnée croît, ce qui entraîne que le régulateur règle alors sur une tension plus basse, jusqu'à ce que l'état d'équilibre au régulateur soit de nouveau rétabli.
Par un choix et des proportions correctes de l'interrupteur bilame et du réglage de régulateur,;, l'installation peut être adaptée dans une large mesure aux nécessités du fonctionnement-pratiqueo Dans le cas d'une installation sous 6 volts de tension de service, par exemple, on réglera le régulateur de telle sorte qu'il règle, avant l'entrée en jeu de l'interrupteur bilame sur environ 8 volts, et après l'entrée en jeu de celui-ci qu'il abaisse la ten- sion d'un volt. En outre, on réglera l'interrupteur bilame de telle sorte qu'il ferme pour une puissance de chauffage de la résistance de règlage obte- nue à pleine charge et à une vitesse de 40000 tours de la génératrice, donc, lorsque la tension à la résistance de réglage 15 est égale à 2,5 volts en- viron.
Dans toutes les circonstances de marche dans lesquelles la tension à la résistance 15 reste inférieure à 2,5 volts le régulateur règle sur une tension de 8 volts et provoque une charge rapide de l'accumulateur.
L'avantage de l'invention est particulièrement sensible lorsqu'on roule en ville, où le véhicule doit souvent s'arrêter aux croisements, où le plus souvent il n'a à couvrir que de petites distances., et où le démarreur , est fréquemment utilisé. Dans de telles conditions d'une part la consommation de courant est élevée, d'autre part les conditions de mise en charge sont défavorables. Pour un trajet d'une courte durée, le bilame arrive rarement à la température nécessaire à la fermeture dé l'interrupteur. C'est pourquoi la génératrice est réglée constamment sur la forte tension et l'accumulateur charge ainsi puissamment pendant les courts trajets.
Sur les longs parcours d'autre part, la génératrice tourne la plupart du temps avec sa vitesse nor- male, à laquelle même à pleine charge, la tension à la résistance de réglage 15 est au-dessus de 2,5 volts, le bilame restant ainsi constamment fermé.
La température extérieure agit sur le dispositif de réglage, de telle sorte que, par temps froid, la puissance de chauffage pour actionner le bilame doit être plus grande, c'est-à-dire que la tension à la résistance de réglage 15 doit monter à 3 volts environ pour. fermer le bilameo Cela si- gnifie d'après les diagrammes que, par exemple à pleine charge, on marche constamment à tension élevée. Par contre, par temps plus chaud., on atteint la puissance de chauffage déjà à tension plus basse par exemple 2,2 volts, évitant ainsi une surcharge de l'accumulateur.
Dans l'exemple décrit,, il n'y a qu'un régulateur de tension. On peut encore mieux s'adapter aux conditions de marche pratiques, si outre le régulateur de tension, on utilise encore de la manière connue un régulateur de courant, et si, comme dans le premier exemple décrit., le régulateur de tension est influencé par l'organe thermique chauffé par la résistance de réglage. Dans la fig. 2 est représenté un tel dispositif de régulation.
Les mêmes repères sont utilisés pour les mêmes pièces que dans le premier exemple. Ce dispositif de régulation se distingue de celui re- présenté dans la fig. I seulement du fait qu'entre le régulateur de tension 13 et l'enroulement d'excitation 14 de la génératrice, est branché un régu- lateur d'intensité 30.
Celui-ci a un contact fixe 31 relié au contact d'armature mobile
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18 du régulateur de tension. Avec le contact 31 fonctionne un contact 33 se
EMI4.1
trouvant sur l'armata.re 32 du régulateur d-intensité. Ce dernier est excité par une bobine 34 se'trouvant dans la ligne positive entre la génératrice et l'accumulateur. En parallèle avec les contacts du régulateur d'intensité se trouve branchée une résistance de réglage 35.Le régulateur d'intensité commence à fonctionner lorsque le courant fourni par la génératrice dépasse une intensité prédéterminéeo Comme les contacts des régulateurs de tension et d'intensité sont en série, le régulateur de tension est mis hors d'action de la manière connue, lorsque le régulateur d'intensité commence à fonction- ner.
Quand l'accumulateur est tout à fait déchargé ou seulement fai- blement chargé, le régulateur d'intensité commence à fonctionner peu après le départ, car la tension de charge est plus basse et le courant de charge par conséquent élevé, L'accumulateur est donc chargé avec un fort courant.
Aussi longtemps que le régulateur d'intensité est en marche, le régulateur de tension n'est pas actif, c'est-à-dire que le contact 18 reste à toucher le contact 16.
Dans cette position, la résistance de réglage 25 est court-cir- cuitée, et ainsi sans courant. Le bilame 24 reste donc ouvert., et ainsi le régulateur de tension reste à l'état dans lequel il règle sur tension éle- vée. Jusqu'au début du fonctionnement de régulateur de tension,l'accumu- lateur doit donc par chargement, venir à la tension élevée, à laquelle le régulateur de tension commence seulement à fonctionner. L'accumulateur est donc très rapidement chargé lorsqu'on emploie un tel dispositif régulateur.
Aussitôt que la tension de charge de l'accumulateur a atteint la valeur à laquelle le régulateur de tension commence à fonctionner, et où le courant commence à passer sur la résistance 15, le bilame s'échauffeo Après chauffa- ge suffisant, ce qui demande un certain temps, il court-circuite une partie de la résistance 22, le régulateur réglant ainsi sur une valeur de tension plus basse.
Dans les exemples décrits jusqu'ici, on emploie pour la comman- de du régulateur de tension un bilame. On peut également mettre au lieu de ce montage en parallèle avec la résistance 22, une résistance avec un fort coefficient de température négatif,dont la résistivité décroît rapide- ment lorsque le chauffage augmenteo La résistance 22 elle-même peut se con- stituer en matière à coefficient de température négatif élevée
Une autre possibilité d'influencer le régulateur de tension dans le sens de l'invention consiste à agir mécaniquement directement sur l'arma- ture du régulateur. La figure 3 en donne un exemple.
Elle montre un régula- teur de tension de construction usuelle,avec une armature en équerre 42 ac- crochée au châssis de l'aimant 40 au moyen d'un ressort à lame 41, dont un bras 43 relié à la lame de ressort se tient en face du noyau 44 du. régula- teur en position de repos à une distance prédéterminée. Le ressort à lame dépasse le bras de l'équerre. Son extrémité libre 'repose sur une butée 45 fixée au moyen de l'aimant, se composant d'un bilame. Sur la butée du bilame, la résistance de réglage 15 se trouvant dans le circuit de courant de l'en- roulement d'excitation de la génératrice est complètement ou partiellement enroulée.
La butée est formée de telle sorte qu'elle tend plus fortement à froid le ressort 41,le régulateur pouvant donc seulement entrer en action à tension plus élevée que lorsque la butée est échauffée.