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Installation d'alimentation électrique La présente invention a pour objet une installation d'alimen.tation électrique comprenant un g'en.ér rateur de courant alternatif, destinée notamment à fournir le courant nécessaire pour la lumière, le chauffage et d'autres fonctions dans des véhicules à rails. Dans. une installation. de ce genre, dans laquelle la puissance est fournie par les axes en rotation du véhicule., le réglage du courant d'excitation du générateur est difficile.
Un but de l'invention est d'obtenir une installation dans laquelle le réglage de cette excitation est obtenu par des mayens simples et, en particulier, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des régulateurs présentant des parties mobiles.
Une. installation connue de ce type comprend un générateur de courant alternatif, ce courant étant redressé pour fournir le courant d'excitation du générateur, et un régulateur dudit courant d'excitation comprenant un dispositif à saturation polarisé par un aimant permanent qui produit un flux tendant à saturer un ou.
plusieurs noyaux dudit dispositif. L'installation comprend un enroulement à courant alternatif pour le courant qui doit être redressé pour fournir le courant d'excitation et un enroulement de commande de courant qui est connecté aux bornes d'une batterie et produit un flux tendant à désaturer ledit ou lesdits noyaux et s'opposant, dans l'aimant permanent, au flux de cet aimant. En plus du courant d'excitation ainsi réglé, le générateur peut comprendre un enroulement d'excitation série.
L'installation d'alimentation électrique faisant l'objet de la présente invention comprend un générateur de courant alternatif, un redresseur agencé de manière à redresser ledit courant et à fournir au- dit générateur un courant d'excitation redressé, et un régulateur de la tension de sortie du générateur commandant ledit courant d'excitation redressé et comprenant un dispositif à saturation.
Elle est caractérisée en ce que le générateur comprend un premier enroulement d'excitation shunt auquel est envoyé ledit courant d'excitation redressé et un second enroulement d'excitation, agencé de manière que ses ampères-tours soient opposés constamment à ceux du premier enroulement d'excitation et plus faibles que ceux-ci.
La figure unique du dessin annexé représente, à titre d'exemple, le schéma d'une forme d'exécution de l'installation selon l'invention. L'installation représentée comprend un alternateur triphasé 1 qui alimente une batterie 2 et une autre charge (non représentée) à travers un redresseur principal 3. L'alternateur 1 comprend un premier enroulement d'excitation shunt 4, un enroulement d'excitation série auxiliaire 4a et un second enroulement d'excitation. shunt 4b. Le courant d'excitation pour l'enroulement 4 est pris entre deux phases de l'alternateur à travers un redresseur en pont 5.
L'enroulement 4a est connecté au redresseur 3 du côté courant continu. L'excitation assurée par l'enroulement shunt 4 est réglée au moyen d'un dispositif à saturation 6 d'un type connu polarisé par un aimant permanent. Des enroulements 11 sont alimentés par le courant alternatif et des enroulements 12 de commande principaux sont connectés aux bornes de la batterie 2 à travers un.e résistance 13 et produisent un flux s'opposant au flux de polarisation constant.
Des enroulements de commande auxiliaires 14 sont
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utilisés dans certains buts particuliers ne présentant pas d'intérêt ici. Des redresseurs 21 permettent d'introduire une contre-réaction et des enroulements 22 sont parcourus par le courant d'excitation et favorisent l'action de réglage des enroulements 12. Le dispositif à saturation 6 comprend donc des enroulements de commande principaux 12 qui sont soumis à la tension de l'alternateur. Ces enroulements produisent un flux qui s'oppose au flux de polarisation constant produit par l'aimant permanent.
Les enroulements 11 sont parcourus par le courant traversant le redresseur 5 et qui est envoyé à l'enroulement d'excitation 4. Le courant qui s'écoule dans l'enroulement d'excitation 4 dépend évidemment de l'impédance des enroulements 11. Cette impédance dépend de la saturation du noyau du dispositif à saturation 6. Celle-ci dépend à son tour du flux produit par les enroulements 12 qui est pro- portiânnel à la tension de l'alternateur. Si cette tension augmente, le flux produit par les enroulements 12 dépasse celui produit par la polarisation du dispositif à saturation, ce qui réduit la saturation et augmente l'impédance des enroulements 11.
Un courant plus faible s'écoule dans l'enroulement d'excitation 4 et la tension de l'alternateur est réduite. La tension peut être maintenue ainsi pratiquement constante.
Le second enroulement shunt 4b est agencé pour produire un. champ de sens opposé à celui produit par l'enroulement shunt principal 4 dont le courant d'excitation est réglé par le dispositif à saturation 6. L'enroulement 4b est connecté aux bornes d'un redresseur 16, distinct du redresseur principal 3. Dans une variante, l'enroulement 4b pourrait ne pas être connecté à un redresseur séparé, mais à la sortie du redresseur 3, comme indiqué sur la figure par des lignes pointillées montrant cette variante.
Dans ce cas cependant, l'enroulement 4b est connecté aussi aux bornes de la batterie 2, de sorte qu'il reçoit du courant de cette dernière quand l'alternateur 1 n'en produit pas. Comme cela pourrait empêcher l'auto- excitation de l'alternateur, il est nécessaire de monter, entre la batterie 2 et l'enroulement 4b, un interrupteur automatique agencé pour isoler ledit enroulement de la batterie quand l'alternateur ne produit pas de courant.
Dans la variante représentée, cet interrupteur est électromagnétique et comprend un enroulement 25 alimenté depuis l'alternateur à travers le redresseur auxiliaire 16 et dont des contacts 27, qui sont ouverts quand l'enroulement 25 n'est pas excité, sont connectés entre le redresseur principal 3 et la batterie 2, l'enroulement 4b étant du côté redresseur des contacts 27. On, voit que l'ouverture des contacts 27 déconnecte aussi la batterie 2 du redresseur 3 dans la forme d'exécution décrite.
Si les ampères-tours dans l'enroulement 4 sont opposés aux ampères-tours dans l'enroulement 4b, il est clair que le courant nécessaire dans l'enroulement 4 pour toute valeur de l'excitation effective du générateur doit être supérieur à ce- qu'il serait sans la présence de l'enroulement 4b. Cependant, ce courant plus fort permet d'obtenir un effet de réglage donné avec une plus faible variation, d'impédance dans le régulateur. Admettons, par exemple, que, avec l'enroulement 4 seul, l'effet de réglage recherché soit obtenu en, réduisant le courant d'excitation de 4 à 2 ampères.
Si la tension, est de 24 volts, cela signifie une augmentation d'impédance dans le régulateur de 6 ohms à 12 ohms, soit une variation de 6 ohms. Si, maintenant, la même excitation. est produite par 6 ampères dans l'enroulement 4, moins 2 ampères dans l'enroulement 4n, le même effet de réglage requiert alors une réduction du courant dans l'enroulement 4 à 4 ampères. La variation, d'impédance se fait alors entre 4 ohms. (24/6) et 6 ohms (24/4) et n'est, par conséquent, que de 2 ohms.
Ce fait présente un avantage considérable en ce sens que le domaine de variation de l'impédance dans le régulateur est un, facteur important dans l'établissement d'un petit régulateur comprenant un dispositif à saturation économique.
Avec l'enroulement 4 seul, le courant d'excitation du générateur pourrait être réduit à zéro sans supprimer le champ, car la magnétisation résiduelle resterait. Le réglage du courant d'excitation serait alors inefficace pour le réglage du générateur à partir du point où le champ effectif est dû à la magnétisation résiduelle. Cela détermine une limite pour la vitesse du générateur, car, pour urne certaine valeur élevée de la vitesse, la magnétisation résiduelle seule produirait une tension, excessive du générateur.
Toutefois, l'excitation opposée due à l'enroulement 4b peut supprimer ou même dépasser le magnétisme résiduel. En conséquence, par réglage du courant dans l'enroulement 4, il est possible de réduire le champ effectif au-dessous de la valeur du champ résiduel. Dans ces, conditions, la vitesse du générateur peut être poussée plus haut, car le régulateur est encore efficace pour régler la tension du générateur.
L'effet de l'enroulement 4b va être illustré à l'aide d'un exemple.
Pour assurer l'établissement du voltage d'un alternateur à autoexcitation, il est nécessaire de disposer d'un flux résiduel important. Dans l'exemple que nous envisageons, on utilise le flux résiduel qui limite la vitesse maximum de l'alternateur à 6000 tours/ minute en l'absence de charge.- Cependant, si un champ opposé est produit après l'établissement du voltage, la vitesse maximum n'est plus limitée à la valeur correspondant à la valeur du flux résiduel et l'alternateur peut tourner, par exemple, à 10 000 tours/minute.
Par ailleurs, pour permettre l'établissement du voltage, le champ opposé ne doit pas être produit à faible vitesse.
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L'action du champ opposé ressort du tableau suivant
EMI3.2
<tb> Ampères-tours <SEP> Ampères-tours
<tb> Ampères-tours <SEP> du <SEP> champ <SEP> du <SEP> champ
<tb> Tours/min <SEP> du <SEP> champ <SEP> opposé <SEP> normal
<tb> résultant <SEP> (enroulement <SEP> (enroulement <SEP> 4)
<tb> 4b)
<tb> 1000 <SEP> 2000 <SEP> - <SEP> 200 <SEP> 2200
<tb> 6000 <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 200 <SEP> 300
<tb> 10000 <SEP> - <SEP> 90 <SEP> - <SEP> 200 <SEP> 110
Sans le champ opposé,
la limi & de la vitesse supérieure pratique serait de 6000 tours/minute et le nombre d'ampères-tours du champ que devrait produire le seul enroulement 4 varierait de 2000 à 100, soit dans le rapport de 20 à 1. Quand le champ opposé est produit, la limite de la vitesse est de 10 000 tours/minute et le nombre d'ampères- tours du champ normal produit par l'enroulement 4 varie de 2200 à 110, soit également dans le rapport de 20 à 1, comme cela ressort du tableau ci-dessus. Cette variation à 10 000 tours/minute, grâce à l'action du champ opposé, est pratiquement la même qu'à 6000 tours/minute sans champ opposé.
On obtient donc une extension, notable du domaine de vitesse avec la même variation des ampères-tours.
Dans certains cas,, le champ opposé peut être produit par un enroulement excité séparément au lieu de l'être par un enroulement shunt tel que 4b.