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Les installations électriques pour l'éclairage des trains et les services annexes comportent une batterie d'accumulateurs dont la charge est assurée par une génératrice entraînée par un essieu.
Comme on le sait il y a intérêt à ce que cette charge puisse être effectuée rapidement tout en se conformant aux conditions à observer pour que la batterie ne soit pas endommagée.
Les dispositifs automatiques de régulations devront donc permettre de se rapprocher le plus possible du diagramme idéal de
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charge représenté en 8 sur la figure 1 où les intensités du courant de charge sont portées en abscisses et les tensions en ordonnées.
Ces dispositifs devront en particulier s'opposer à ce que les valeurs maximum admissibles représentées en 18 ne puissent être dépassées.
L'équipement électrique objet de l'invention permet de parvenir à ce résultat et est particulièrement adapté aux installa- tions ci-dessus. Cet équipement comprend un dispositif régulateur éleotro-magnétique contrôlant la tension d'une source de courant au moyen d'un enroulement de commande monté sur le circuit magnétique du régulateur et excité par la tension à contrôler, cet équipement étant caractérisé par les points suivants pris séparément ou en com- binaison :
1) 11 comporte : un pont diviseur connecté aux bornes de la source de courant et constitué de deux résistances linéaires en série ; un pont connecté aux bornes de la source de courant et cons- titué par le circuit émetteur-collecteur d'un transistor en série avec une résistance linéaire ;
shunt traversé par le courant débité par la source de courant et dont les bornes sont connectées à l'émetteur et à la base du transistor; un enroulement auxiliaire de commande; monté sur.le circuit magnétise du dispositif régulateur et connecté' par l'intermédiaire d'une cellule redresseuse aux points intermédiaires des deux ponts. '
2) Un pont détecteur d'écart à quatre branches, formées par deux résistances linéaires et deux résistances non linéaires, est connecté d'une part aux bornes de la source de courant et d'autre part par l'intermédiaire d'une cellule redresseuse, à l'émetteur et à la base d'un transistor en série dans le circuit de l'enroulement de commande principal.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description ci-après d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels
La figure 1 représente des diagrammes de l'intensité du cou-
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rant de charge d'une batterie d'accumulateurs en fonction de la tension.
La figure 2 représente le schéma électrique d'un régulateur de génératrice à courant continu.
La figure 3 représente le schéma électrique d'un régulateur d'alternateur.
Le régulateur de la figure 1 est destiné au réglage du courant débité dans une batterie d'accumulateurs 2 par une généra- trice à courant continu 1 excitée par un enroulement d'excitation 3.
Une résistance réglable 4 qui dans l'exemple représenté est consti-' tuée par une pile de carbone, est montée en série dans le circuit d'excitation. Un enroulement de commande 6 branché aux bornes de la génératrice agit sur la valeur de la résistance réglable et tend à maintenir constante la tension'de la génératrice. Un conjoncteur- disjoncteur 5 connecte et déconnecte automatiquement la batterie à la mise en route et à l'arrêt de la génératrice.
Un second enroulement de commande 14 agit d'autre part sur la résistance réglable 4 pour limiter l'intensité du courant lorsque la batterie est très déchargée. Ce résultat est généralement obtenu au moyen d'un enroulement à gros fil parcouru par le courant total ou une fraction de courant. Un tel enroulement ne permet cependant d'obtenir qu'un diagramme de charge de l'allure de la courbe 7 de la ' figure 2 qui est très éloignée du diagramme idéal recherché.
Le montage représenté est destiné à obtenir par un réglage automatique un diagramme de charge de l'allure de la omrbe 8. L'é- metteur d'un transistor 10 est connecté au conducteur positif de la génératrice et son collecteur est connecté au conducteur négatif par l'intermédiaire d'une résistance 11. Le circuit émetteur-base du transistor 10est connecté aux bornes d'un shunt 9 qui est monté en série dans le conducteur positif de la génératrice et est déterminé de façon à réaliser une chute de tension de l'ordre de quelques dixièmes de volt lorsque le courant de charge atteint la valeur maxi-
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mum à ne pas dépasser.
L'enroulement 14 est branché d'une part au point 12 entre le transistor et la résistance 11 et d'autre part en un point 15 d'un pont diviseur monté aux bornes de la génératrice et formé des résistances 16 et 17 en série. Enfin une cellule re- dresseuse 13 est montée dans le circuit de connexion de l'enroulement @ 14 pour ne permettre le passage du courant que du point 12 au point 15'.
Les résistances 16 et 17 sont déterminées de façon qu'il ne circule aucun courant dans l'enroulement 14 lorsque la valeur du. courant de charge est un peu inférieure au maximum auquel ce-courant doit être limité.
Les résistances 16 et 17 sont linéaires et la tension au point 15 est une fraction constante de la tension aux bornes de la génératrice.
Il n'en est pas de même pour la tension au point '12 du pont formé par le transistor et la résistance 11. On sait que la conductibilité du circuit émetteur-collecteur d'un transistor est augmentée considérablement lorsqu'on fait apparaitre une certaine tension entre l'émetteur et la base, cette tension pouvant être seulement de quelques dixièmes de volt. Le shunt 9 est donc déter- miné pour que la conductibilité du transistor devienne maximum, lors- que' le courant de charge atteint la valeur maximum à ne pas dépasser.
La conductibilité du transistor est au contraire pratiquement nulle lorsque la tension entre l'émetteur et la base est faible, c'est-à dire lorsque le courant de charge a une faible valeur. La tension au point 15 est alors plus élevée qu'au point 12, mais la cellule redresseuse 13 s'oppose au passage du courant dans l'enroulement 14.
La tension au point 12 devient supérieure à celle du point 15, lors- que le courant de charge dépasse la valeur pour laquelle il y a égalité de tension entre les points 12 et 15. Comme la conductibilité du transistor augmente ensuite très rapidement, la tension du point 12 devient suffisante pour que les ampères tours de l'enroulement 14 s'ajoutent à ceux de l'enroulement 6 et provoquent une diminution de la tension aux bornes de la génératrice donc par suite une diminution
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du courant de charge.
Ce môntage est applicable à d'autres types de régu- lateurs, notamment aux régulateurs à peigne, aux régulateurs vibrants/ Il peut être appliqué à tout autre mode de génération de courant, par exemple aux alternateurs ou aux transformateurs débitant sur un redresseur. Il suffit que la source d'énergie ou l'organe transfor- mant l'énergie soit contrôlée par un système megnétique sur lequel on peut agir par les ampères-tours d'un enroulement de commande.
L'exemple de réalisation de la figure 3 concerne un régu- lateur contrôlant un alternateur triphasé 21 dont le circuit d'exci- tation est alimenté par un redresseur 22 connecté à deux des bornes de l'alternateur par l'intermédiaire d'un amplificateur magnétique 23,
Le circuit magnétique de cet amplificateur est saturé par un enroulement 24 à courant continu qui est connecté à deux des bornes de 1 alternateur par l'intermédiaire d'un redresseur 25. Le circuit magnétique est contrôlé par un enroulement de commande 26 dont les ampères tours sont opposés à ceux de l'enroulement 24. 'Un transformateur 29 connecté à deux des phases de l'alternateur aliment l'enroulement 26¯par l'intermédiaire d'un redresseur 28 et d'un trans. tor 27 dont le circuit émetteur-collecteur est en série avec l'en- roulement.
Un pont détecteur d'écart constitué par deux résistances non linéaires 31 et par deux résistances linéaires 32, est connecté d'une part à deux des phases de l'alternateur par l'intermédiaire d'un redresseur 33 et d'autre part à l'émetteur et à la base du transistor 27. Une cellule redresseuse 34 est montée en série dans le circuit émetteur base du transistor pour faciliter le fonctionne- ment en s'opposant au passage d'un courant négatif lorsque la ten- sion de l'alternateur est inférieure à la tension de consigne.
Un second enroulement de commande 39 contrôle enfin le , circuit magnétique de l'amplificateur 23.,Ses ampères tours sont de même sens que ceux de l'enroulement 26 et il est alimenté suivant le môme principe que pour l'enroulement 14 de l'exemple précédent
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afin de limiter l'intensité du courant débité par l'aternatour.
Cet équipement fonctionne de la façon suivante :
Lorsque l'alternateur est mis en route, une tension apparait entre phases par suite de son magnétisme rémanent. L'enroulement 24 est alimenté et sature le circuit magnétique de l'amplificateur 23 par l'intermédiaire duquel est alimentée l'excitation de l'alternateur.
Tant que la tension entre phases est inférieure à la valeur de consigne, aucun courant ne circule dans le circuit émetteur-base du transistor par suite de la présence de la cellule redresseuse 34.
L'enroulement 26 n'est donc pas alimenté.
Dès que la tension de l'alternateur dépasse légèrement la tension de consigne, le détecteur d'écart 30 envoit un courant posi- tif dans le circuit émetteur-base du transistor et, celui-ci étant devenu conducteur, l'enroulement 26 est alimenté. Ce dernier provoque une réduction de la saturation du circuit magnétique de l'amplifica- teur et en conséquence une réduction du courant d'excitation, ce qui ramène la tension à sa valeur de consigne.
Les ampères tours de l'enroulement 39 sont de même sens que ceux de l'enroulement de commande principal 26 comme dans l'exem- ple de la figure 2. Ses ampères tours augmentent rapidement lorsque le courant débité se rapproche de la valeur à ne pas dépasser et la saturation de l'amplificateur étant réduite, la tension aux bornes de l'alternateur est abaissée.
L'équipement qui a été décrit peut cependant donner lieu au cours de la régulation à de légères oscillations des valeurs con- trôlées. Il est possible de les amortir par tous moyens connus notam- ment au moyen d'un transformateur d'impulsions introduisant une déri- vée première ou seconde de la valeur contrôlée.
Le dispositif représenté comporte un tel transformateur français d'impulsions 35 conforme à la demande de brevet au même nom du 26 Novembre 1956 pour "APPAREILLAGE ELECTRIQUE ASSURANT LE REGLAGE D'UNE GRANDEUR", ce transformateur 35 comporte un enroulement de commande 36 en série avec l'enroulement d'excitation de l'alternateur
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et un enroulement auxiliaire 37 branché en parallèle avec l'enroule- ment d'excitation. Ces enroulements 36 et 37 ont leurs ampères tours en opposition et leurs nombres de tours sont déterminés comme il a été expliqué dans la demande de brevet précitée pour que la tension induite dans un troisième enroulement 38 soit proportionnelle à la dérivée seconde du flux d'excitation. Cet enroulement 38 est monté dans-le circuit émetteur-base du transistor 27 et modifie ainsi la commande du transistor.
Pour la clarté de l'exposé les différents filtres que re- quiert l'équipement n'ont pas été représentés. Comme on le sait les différents redresseurs peuvent donnerlieu à des ondulations dans le circuit alimenté. Il est quelquefois nécessaire de les éliminer par dès filtres constitués de selfs et de capacités dont la technique est bien connue.
Cette réalisation de l'invention est également applicable à d'autres types d'alternateurs qu'ils soient hétéropolaires ou homo- polaires, qu'ils soient auto-excités ou excités séparément ou compor- tent une excitatrice. Il suffit qu'ils comportent un enroulement d'ex- citation alimenté à partir d'un courant alternatif pour pouvoir être contrôlé par un amplificateur magnétique. Cette réalisation de l'in- vention est applicable quelque soit le nombre de phases de l'alterna- teur et la régulation peut être complétée par un compodndage en fonc- tion du courant réactif, par l'intermédiaire d'une résistance placée à l'entrée du pont d'écart, c8té alternatif.
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