(Inventeur: Henri Demiéville.) L'invention a pour objet un dispositif auxiliaire pour batterie d'accumulateurs.
On utilise généralement des batteries d'ac cumulateurs lorsqu'on a besoin d'une source de tension présentant une force électromotrice relativement constante et qu'on ne dispose que d'une source intermittente d'énergie électrique ou d'une source d'énergie électrique présen tant une force électromotrice variable. C'est, par exemple, le cas à bord de véhicules com prenant un équipement électrique. De tels véhicules sont généralement, pourvus d'une machine électrique susceptible d'être entrai- née, à une vitesse généralement variable, par des moyens disposés pour propulser ce véhi cule.
Par exemple, les véhicules automobiles comprennent généralement une dynamo en traînée par leur moteur, certains wagons de chemin de fer sont équipés d'une batterie d'accumulateurs et d'une génératrice prévue pour recharger cette batterie lorsque le wagon est en mouvement, propulsé par une locomo tive. Dans de tels cas d'utilisation d'une batte rie d'accumulateurs conjointement avec une source de tension destinée à charger cette bat terie, il est nécessaire de prévoir des moyens pour empêcher que la batterie ne puisse se décharger en débitant dans le circuit de ladite source.
A bord des véhicules automobiles, par exemple, il est connu d'employer un relais séparant le circuit de la batterie de celui de la dynamo sitôt que la tension électrique pro duite par celle-ci est inférieure à la force électromotrice de la batterie.
Il est également, nécessaire de prévoir des moyens empêchant le courant de charge fourni à la batterie par ladite source de tension. de dépasser une certaine valeur, au-delà de la quelle ce courant pourrait entraîner une dété rioration de la batterie. Ces moyens sont géné ralement également constitués par un ou par plusieurs relais actionnant un ou plusieurs contacts disposés pour régler le courant de charge, par exemple en introduisant une résis tance supplémentaire dans le circuit de charge ou en agissant sur l'excitation d'une machine électrique constituant ladite source de ten sion.
Les contacts de ces différents relais sont. appelés à fonctionner très souvent et à cou per des courants assez considérables. De ce fait, ils ont tendance à se détériorer et il serait. avantageux de pouvoir les remplacer par un dispositif purement statique. Dans ce but, le dispositif objet de l'invention comprend au moins un redresseur disposé pour empêcher la batterie de débiter dans le circuit d'une source de tension, destinée à charger cette batterie, et au moins une résistance à coeffi cient de tension élevé disposée pour limiter la tension de charge fournie par la source au circuit de la batterie.
Par résistance à coeffi cient de tension élevé, on entend une résis- ,ance dont la valeur varie dans de grandes )roportions selon la tension appliquée à cette résistance.
Le dessin annexé représente, à titre l'exemple, trois formes d'exécution du dis- ,)ositif objet de l'invention.
Les fig. 1 à 3 sont des schémas électriques le chacune de ces formes d'exécution.
La forme d'exécution représentée à la Big. 1 comprend un redresseur 1, disposé en férie entre les bornes 2 et 3 d'une machine :lectrique 4, telle qu'une dynamo, et les )ornes 21, et 3a d'une batterie d'accumulateurs 5 branchée pour être chargée par la machine électrique 4. Un pont de résistance est bran hé en parallèle aux bornes 2 et 3 de la ma chine électrique. Ce pont comprend une résis tance 6 présentant un coefficient de tension positif élevé, et une résistance 7 présentant un coefficient de tension négatif élevé.
De ce fait, lorsque la tension aux bornes 2 et 3 aug mente, la valeur de la résistance 6 augmente dans de grandes proportions et celle de la résistance 7 aurait tendance à diminuer si la tension aux bornes de cette résistance venait à augmenter en dépit de l'augmentation de la valeur de la résistance 6. Un enroulement 8 d'excitation pour la machine électrique 4 est branché aux bornes de la résistance 7. Un in terrupteur 9 est intercalé en série entre le redresseur 1 et la borne 3 de la machine électrique. Cet interrupteur est disposé pour être actionné par une fiche, non représentée, qu'on enfonce dans des douilles 2<B>'</B> et 3<B>"</B> pour relier le circuit de charge de la batterie 5 à une source de tension extérieure.
Cette source de tension peut, par exemple, être constituée par un transformateur de charge dont le pri maire est relié à un réseau de distribution d'énergie électrique, ses bornes secondaires étant reliées à la fiche susdite.
Tant, que la. machine 4 ne fournit pas une tension suffisante pour charger l'accumula teur 5; le redresseur 1 empêche un courant de passer à partir de cette batterie dans le cir cuit de ladite machine. Sitôt que la tension produite par la machine 4 est. supérieure à celle de la batterie 5, un courant, de charge traverse le redresseur 1. Ce courant de charge est limité du fait que l'enroulement 8 d'exci tation de la machine 4 est alimenté par l'in termédiaire dudit pont de résistance. Lorsque la tension aux bornes de la machine dépasse une certaine valeur, telle que la. valeur du courant de charge s'approche de la valeur maximum admissible pour la batterie, la résis tance 6 augmente dans de telles proportions que l'excitation de la machine 4 est fortement réduite.
Cette action de limitation de la ten sion de charge est progressive et constitue en fait plutôt un réglage automatique, par réac tion, de la tension fournie par la. machine 4. La résistance 7 pourrait fort. bien être rem placée par une résistance ordinaire ou même être entièrement supprimée. On pourrait aussi remplacer la résistance 6 par une résistance ordinaire, la résistance 7 devant. présenter alors, conjointement avec l'enroulement 8, une impédance à coefficient, de tension négatif élevé.
Il est: évident. que l'effet, de limitation décrit en référence à cette première forme d'exécution n'est pas absolu et qu'il s'agit en l'occurrence davantage d'une modification de la caractéristique de la tension fournie par la machine 4 en fonction de la vitesse d'entraîne ment de celle-ci. Cependant, une telle limita tion est pratiquement suffisante et on peut choisir les valeurs des résistances 6 et 7 et leurs coefficients de tension, et agencer l'en roulement 8 de faon que la tension maximum fournie par la machine 4 lorsqu'elle est. en traînée à la vitesse de régime maximum pré vue ne puisse produire un courant de charge dépassant une valeur déterminée.
De préfé rence, le redresseur 1 est un redresseur dit type dit à couche d'arrêt>>, par exemple un redresseur au cuivre-oxyde de cuivre ou un redresseur au selenium. Cependant, n'importe quel redresseur de type connu pourrait égale ment être utilisé.
De préférence également la résistance 6 à coefficient de tension positif élevé est consti tuée par une lampe à filament incandescent, et la résistance 7 à coefficient de tension né. gatif élevé est faite d'une matière dont la résistivité électrique présente un eoefficieni thermique négatif élevé, par exemple. une ré sistance du type dit thermistor . Cette pre mière forme d'exécution peut, par exemple, être utilisée à bord d'un véhicule automobile, la machine 4 étant alors constituée par la dynamo de ce véhicule, entraînée par son mo teur. Lorsque le véhicule est arrêté et que le moteur ne tourne pas, il est parfois nécessaire de recharger la batterie.
Dans ce but, on peut relier un réseau de distribution d'énergie élec trique aux bornes 2b et 3b, par l'intermédiaire d'un transformateur par exemple, pour char ger la batterie 5 à travers le redresseur i. Du fait de cette liaison, l'interrupteur 9 est ou vert et le circuit de la machine 4 est séparé du circuit de charge, si bien que la source extérieure d'énergie électrique ne peut débi ter dans le circuit de la machine 4 ni dans celui des résistances 6 et 7 et de l'enroule ment 8.
Dans la seconde forme d'exécution, repré sentée à la fig. 2, on a utilisé les mêmes chiffres de référence pour désigner des par ties correspondantes. Le principe de cette deuxième forme d'exécution est le même que celui de la première; cependant, la machine 4 est agencée pour fournir du courant alter natif, si bien que cette machine peut être réalisée sans collecteur. On sait en effet que les collecteurs des machines à courant continu débitant de forts courants doivent être sur veillés de façon régulière et convenablement entretenus. De plus, ces collecteurs ont ten dance à produire des tensions perturbatrices à haute fréquence pouvant, par exemple, gê ner la réception de postes émetteurs de radio diffusion.
L'emploi d'une telle machine sans collecteur est rendu possible par la présence d'au moins un redresseur reliant cette ma chine à la batterie devant être chargée. Dans la deuxième forme d'exéeution représentée, on a prévu deux redresseurs 1 et 1a, disposés pour redresser les deux alternances de la ten sion alternative produite aux bornes 2 et 3 de la machine 4. L'enroulement du stator de cette machine présente une prise médiane reliée à la borne 2a. L'enroulement 8 est disposé pour modifier la vitesse d'entraînement de la ma- chine 4.
Par exemple, cet enroulement peut servir à exciter un embrayage magnétique par l'intermédiaire duquel la machine 4 est entraînée. Cet embrayage peut être agencé pour fonctionner par courants de Poucault ou au moyen d'huile contenant des particules magnétisables. En fait, le courant fourni à l'enroulement 8 étant limité au moyen d'une résistance 6 présentant un coefficient de ten sion positif élevé et d'une résistance 7 présen tant un coefficient de tension négatif élevé, le couple d'entraînement de la machine 4 est "également limité.
Au dessin, on a représenté l'embrayage magnétique susdit par un arbre 10 entraînant la machine 4 et par un disque 11, coaxial à cet arbre auquel il est couplé pour lui transmettre un couple d'entraînement commandé par le courant traversant l'enroule ment 8. Par exemple, le disque 11 pourrait constituer un cylindre entourant l'arbre 10 avec jeu et fermé à ses deux extrémités, des joints étant prévus à ces extrémités pour en tourer l'arbre 10. De l'huile magnétisable rem plirait alors l'espace compris entre le cylindre et l'arbre et le cylindre pourrait être entraîné à partir d'un autre mobile à vitesse variable quelconque. Cette forme d'exécution comprend également des moyens pour charger la batte rie 5 à partir d'une source d'énergie électri que différente de la machine 4.
Ces moyens sont constitués par un transformateur 12 dont le primaire est relié à des. bornes 21 et<B>31</B> et dont le secondaire présente une prise médiane reliée à la borne 31, de la batterie 5. Chacune (les extrémités de ce secondaire est reliée à l'un des pôles de l'un des redresseurs 1 et 1a.
Lorsque du courant de charge est fourni à la batterie 5 à partir des bornes 2 et :; de la machine 4, le courant redressé par les redres seurs 1 et la traverse les demi-enroulements secondaires du transformateur 12. Une ten sion est induite dans le primaire de ce trans formateur, mais cela est sans inconvénient, à condition que l'ensemble de l'installation soit agencé de fagon que la machine 4 ne puisse fournir du courant lorsque le transformateur 12 est relié à une source d'énergie électrique. Cela est naturellement le cas à bord d'un véhi- cule automobile dans lequel les bornes 2b et 111, ne peuvent être reliées à une source d'énergie électrique lorsque ce véhicule est en mouve ment.
Lorsque la batterie 5 est chargée à par tir d'une source d'énergie électrique et par l'intermédiaire du transformateur 12, la ten sion aux bornes du secondaire de ce trans formateur est redressée par les redresseurs 1 et 1a et un courant continu de charge traverse alternativement l'une et l'autre des moitiés de l'enroulement du stator de la machine 4. Ce pendant, ces enroulements présentent une faible impédance en courant continu, et ne gênent pas l'opération de charge de la batte rie 5. Inversément, les demi-enroulements se condaires dit transformateur 12 ne présentent chacun qu'une faible impédance et ne gênent pas la charge de la batterie 5 à partir de la. machine 4.
Cette machine peut par exemple comprendre une roue polaire à aimants per manents et être agencée de façon qu'une ten sion appliquée à ses bornes 2 et 3 n'ait pas pour effet. de la faire tourner. Il est évident qu'on pourrait également disposer des inter rupteurs de façon à court-circuiter les en roulements du stator de la machine 4 lorsque le primaire du transformateur 12 est relié à une source d'énergie électrique.
Dans la troisième forme d'exécution, repré sentée à. la fig. 3, on a également, utilisé, pour autant que faire se peut, les mêmes chiffres de référence pour désigner des parties corres pondantes. Cette forme d'exécution comprend également une machine électrique 4 sans col lecteur, entraînée à partir d'un mobile, non représenté, tournant à vitesse variable. Les bornes de sortie 2 et 3 de cette machine sont reliées aux bornes d'entrée d'un groupe re dresseur en pont 1b. Les bornes de sortie de ce groupe redresseur sont reliées aux bornes 2a et 3a d'une batterie d'accumulateurs 5.
Une impédance 13 est disposée en série entre une des bornes 2 de la machine 4 et la, borne d'entrée correspondante du groupe redres seur 1b. Cette impédance est constituée par une inductance à fer. Un transformateur 14 présente un enroulement primaire 15 branché en parallèle aux bornes d'entrée du groupe redresseur 1b. Le secondaire 16 de ce trans formateur est chargé par une résistance à. coefficient de tension négatif élevé 7. Cette résistance est constituée par un tube à dé charge à atmosphère gazeuse. Des bornes 2' et 3b sont également prévues pour raccorder le secondaire 16 du transformateur 1.1 à. une source d'énergie électrique.
Lorsqu'une fiche est insérée dans les bornes 2b et 3', un inter rupteur 9 est ouvert pour séparer le circuit de la machine 4 du circuit du redresseur 1' et du transformateur 1.1. Un second interrup teur 17 est également prévu pour séparer la résistance 7 du circuit secondaire du transfor mateur 14.
Lorsque la machine 4 est entraînée, aucune fiche n'étant disposée dans la prise 2''-3'' et les interrupteurs 9 et 17 étant fermés, elle fournit de la tension aux bornes d'entrée du groupe redresseur 1\' pour charger la batte rie 5. De la tension est également fournie au primaire 15 du transformateur 14. Le redres seur 1" empêche la batterie 5 de débiter dans le reste du circuit. Lorsque la tension induite aux bornes du secondaire du transformateur 14 atteint une certaine valeur, le courant par courant la résistance 7 à. coeffficient de ten sion négatif élevé augmente rapidement, char geant la machine 4 et faisant baisser la ten sion aux bornes d'entrée du redresseur lb.
La résistance 7 dissipe donc une certaine quan tité d'énergie, mais la. chute de tension pro duite est augmentée par la présence de l'im pédance 13.
Dans les formes d'exécution représentées, la tension appliquée aux résistances à coeffi cient de tension élevé est. égale à la tension fournie par la machine 4 ou elle est en tout cas fonction de cette tension. Il est évident qu'on pourrait également disposer des résis tances à coefficient de tension élevé, de façon à régler la tension fournie par la machine 4 en fonction du courant de charge fourni par cette machine à la batterie 5, par l'intermé diaire du redresseur 1.
Par exemple, dans la troisième forme d'exécution représentée à la fig. 3, une résistance à coefficient, de tension positif élevé pourrait être branchée aux bornes d'une impédance série, telle que l'inductance 13, de façon que l'impédance de l'ensemble formé par cette inductance et par cette résis tance augmente dans de grandes proportions avec le courant fourni au redresseur l<B>'</B>. lie transformateur 14 pourrait alors être sup primé et d'autres moyens pourraient être pré vus pour relier les bornes d'entrée du redres seur 1 à une source extérieure d'énergie élec trique.