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Dispositif permettant de maintenir pratiquement constante la tension d'une génératrice à nombre de tours très variable.
La présente invention est relative aux dispositifs per- mettant de maintenir pratiquement constante, dans des limites étroites, la tension existant aux bornes d'une génératrice dont le nombre de tours est soumis à de grandes variations..
Ces dispositifs sont destinés principalement à être employés dans les installations pour l'éclairage électrique des trains qui travaillant avec une dynamo à courant continu actionnée par l'essieu du wagon et avec une batterie dite:"tampon".
L'invention consiste en ce qu'en parallèle avec l'enrou- lem.ent de champ soit de génératrice elle-même, soit d'une dynamo excitatrice spéciale, est monté un appareil à décharges
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électroniques dont la résistance interne diminue avec l'aug- mentation de nombre de tours de la génératrice, et inversement.
Conformément à l'invention, l'appareil à décharges paut être constitué dans ce cas par un ou plusieurs tubes à deux électrodes montés en parallèle, dont les cathodes à incandes- cence sont alimentées par la génératrice.
Comme les lampes de l'installation doivent brûler gé- néralement à une tension inférieure à la tension requise pour charger la batterie dans une mesure suffisante, il est avantageux, suivant l'invention, de relier les pôles des cathodes à incandescence de ces tubes à deux électrodes, respectivement à l'une des/bornes de la génératrice et à l'ax- trémité d'une résistance intercalée dans le circuit en charge de la génératrice, l'autre extrémité de cette résis- tance/tant reliée à l'autre borne de la génératrice.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivant dans laquelle, à titre d'exemples, deux modes de réalisation sont décrits avec référence au dessin annexé.
Dans le mode de réalisation représenté sur la. figure l, le courant nécessaire est fourni par une génératrice à cou- rant continu 1 comportant un enroulement de champ 2. Quand la génératrice ne tourne pas ou tourne à un nombre de tours trop petit, le courant est fourni par une batterie tampon 3 qui est chargée par la génératrice 1. Dans la ligne de consommation de la génératrice est intercalée une résistance invariable 4 dans laquelle, pendant le fonctionnement des lampes, il se produit une faible perte de tension dont le but sera expliqué ci-après.
La ligne de consommation com- prend, en outre, une résistance automatiquement réglable 5
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et un certain nombre de lampes 6.montées en parallèle.L'em- ploi de la résistance automatique est connu et sert à pro- duire dans cette résistance une perte de tension constante et indépendante du nombre de lampes 6 mises en Circuit
L'enroulement excitateur 2 de la génératrice est ali- mente par une dynamo auxiliaire ou excitatrice 7 qui s'excite elle-même à travers une résistance 9 au moyen d'un enroule- ment de champ 8.
En parallèle avec ce dernier est connecté un tuba d'iode 10 dont l'anode 11 est reliée à 1+une des extrémités de l'enroulement 8;l'un des pôles de la cathode à incandescence 12 est relié à loutre extrémité de l'enrou- lement 8;
tandis que l'autre pôle de la cathode 12 est con- necté, par une ligne 13 et une résistance réglable 14, à l'extrémité de la résistance 4 qui est le plus éloignée de la génératrice 1,
Ce dispositif fonctionne comme suit:
supposons que pour une vitesse d'un train d'environ 25 km à l'heure, la tension existant aux bornes de la génératrice 1 ait atteint une va- leur tellement élevée que la génératrice soit reliée, au moyen d'un des relais connus, à la ligne de consommation,
Lorsque le nombre de tours augmente encore, la tension aux bornes degénératrice à.
tendance à monter davantage, ce qui doit âtre empêché. Ce résultat s'obtient parce que le filament 12 du tube-diode 10 est chauffé à une température plus élevées de sorte que la résistance interne du tube- diode diminue et que le courant passant par l'enroulement de champ 8 de la petite dynamo excitatrice 7 s'affaiblit, A son tour, ceci a pour conséquence que le courant passant par la bobine de champ 2 diminue, de sorte que la tension existant aux bornes de la génératrice 1 demeure sensiblement
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constante malgré l'augmentation du nombre de tours.
La ligne 13 peut aussi être reliée directement à tra- vers la résistance 14 à la borne supérieure de la génératrice.
Le dispositif représenté, dans lequel cette connexion s'é- tablit au-delà de la petite résistance 4, est préférable, parce que la tension de la génératrice est alors maintenue, pendant la journée, à la valeur qui, le soit, doit être ap- pliquée aux lampes augmentées de la résistance 5, alors que le soir, la tension de la génératrice est augmentée de quel- ques volts, c'est-à-dire de la valeur de la chute de ten- sion se produisant dans la résistance 4.
Enfin, il semble aussi qu'il soit possible de supprimer entièrement la résistance automatiquement variable -5-par l'emploi du dispositif de réglage décrit ci-dessus, car la tension appliquée aux lampes 6, peu importe qu'elles donc- tionnent ou non,est déjà. maintenue constante et quand les batteries sont seules en service, on n'a besoin d'aucune résistance en série.
Le dispositif de la figure 2 est analogue à celui de la figure 1, mais il en diffère en ce qu'il comprend quel- ques éléments spéciaux qui servent à la protection et qui entachent le courant passant par la batterie 3 de dépasser une valeur prédéterminée. A cet effet, on monte en parallèle avec le tube-diode 10, un second tube diode 15 comportant une anode 16 et un filament 17, celui-ci étant monté en parallèle avec une résistance 20, qui est intercalée entre les bornes de la génératrice de manière à être en série avec la @attere-tampon 3. A la cathode 17 est appliquée, par conséquent, la perte de tension produite dans la résistance 20, abstrac- tion faite de la chute de tension se produisant dans une résistance de réglage 19 intercalée dans la ligne 18.
Or, @
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le tube diode 15 est réglé de telle facon qu'il ne se pro- duise pratiquement aucune émission du filament tant que l'in- tensité du courant traversant la, dérivation 3,20 reste inférieure à une valeur déterminée. Lorsque cette valeur est dépassée, la @athode 17 commence à émettre,,, la résistance interne du tube diode 15 diminue et conformément à ce qui a été dit avec référence à la figure 1, du fait que ce dernier tube est en parallèle avec l'enroulement de champ 8 de la dynamo excitatrice, la tension aux bornes de la génératrice 1 diminue jusque ce que l'intensité du courant passant par la dérivation 3,20 soit réduite à la valeur admissible,,
On obtient ainsi une protection de la. batterie 5 dans la cas ou celle-ci se décharge d'une facon excessive ou lorsqu'il s'y produit un court-circuit et, en outre, on obtient une pro- tection additionnelle contre l'accroissement à une valeur trop élevée de la. tension de la génératrice 1, par exemple si le tube-diode 10 cesse de fonctionner, car cette augmen- tation de la tension serait accompagnée d'un fort accroisse- ment au courant de charge dans la batterie 3, ce qui est ainsi rendu impossible.
REVENDICATIONS.
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Device making it possible to maintain practically constant the voltage of a generator with very variable number of revolutions.
The present invention relates to devices making it possible to maintain practically constant, within narrow limits, the voltage existing at the terminals of a generator, the number of turns of which is subjected to large variations.
These devices are mainly intended for use in installations for the electric lighting of trains which work with a direct current dynamo actuated by the axle of the wagon and with a battery known as: "buffer".
The invention consists in that in parallel with the field winding either of the generator itself or of a special excitation dynamo, a discharge device is mounted.
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electronic devices, the internal resistance of which decreases with the increase in the number of turns of the generator, and vice versa.
In accordance with the invention, the discharge apparatus paut consist in this case of one or more tubes with two electrodes connected in parallel, the incandescent cathodes of which are supplied by the generator.
As the lamps of the installation must generally burn at a voltage lower than the voltage required to charge the battery to a sufficient extent, it is advantageous, according to the invention, to connect the poles of the incandescent cathodes of these tubes to two electrodes, respectively at one of the terminals of the generator and at the end of a resistor inserted in the circuit in charge of the generator, the other end of this resistor / both connected to the other terminal of the generator.
Other characteristics of the invention will emerge from the following description in which, by way of examples, two embodiments are described with reference to the accompanying drawing.
In the embodiment shown in. figure 1, the necessary current is supplied by a direct current generator 1 having a field winding 2. When the generator is not rotating or is rotating at too small a number of turns, the current is supplied by a buffer battery 3 which is charged by the generator 1. In the consumption line of the generator is interposed an invariable resistor 4 in which, during the operation of the lamps, a low voltage loss occurs, the purpose of which will be explained below.
The consumption line also includes an automatically adjustable resistance 5
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and a certain number of lamps 6 connected in parallel. The use of the automatic resistor is known and serves to produce in this resistor a constant voltage loss independent of the number of lamps 6 switched on.
The exciter winding 2 of the generator is supplied by an auxiliary or exciter dynamo 7 which itself energizes through a resistor 9 by means of a field winding 8.
In parallel with the latter is connected an iodine tuba 10, the anode 11 of which is connected to 1 + one of the ends of the winding 8; one of the poles of the incandescent cathode 12 is connected to the other end of the 'winding 8;
while the other pole of cathode 12 is connected, by a line 13 and an adjustable resistor 14, to the end of resistor 4 which is furthest from generator 1,
This device works as follows:
suppose that for a train speed of about 25 km per hour, the voltage existing at the terminals of generator 1 has reached such a high value that the generator is connected, by means of one of the known relays , to the consumption line,
As the number of turns increases further, the voltage across the generator terminals.
tendency to rise more, which must be prevented. This is achieved because the filament 12 of the diode tube 10 is heated to a higher temperature so that the internal resistance of the diode tube decreases and the current flowing through the field winding 8 of the small exciter dynamo 7 weakens, In turn, this has the consequence that the current flowing through the field coil 2 decreases, so that the voltage existing at the terminals of the generator 1 remains substantially
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constant despite the increase in the number of revolutions.
Line 13 can also be connected directly through resistor 14 to the upper terminal of the generator.
The device shown, in which this connection is established beyond the small resistance 4, is preferable, because the voltage of the generator is then maintained, during the day, at the value which must be. applied to lamps increased by resistance 5, while in the evening the voltage of the generator is increased by a few volts, that is to say by the value of the voltage drop occurring in the resistance 4.
Finally, it also seems that it is possible to completely eliminate the automatically variable resistor -5-by the use of the adjustment device described above, since the voltage applied to the lamps 6, it does not matter whether they are therefore on or off. no, is already. kept constant and when the batteries are only in service, no resistance in series is needed.
The device of figure 2 is similar to that of figure 1, but it differs from it in that it includes some special elements which serve for protection and which cause the current passing through the battery 3 to exceed a predetermined value. . For this purpose, is mounted in parallel with the diode tube 10, a second diode tube 15 comprising an anode 16 and a filament 17, the latter being mounted in parallel with a resistor 20, which is interposed between the terminals of the generator. so as to be in series with the buffer land 3. To the cathode 17 is applied, therefore, the voltage loss produced in the resistor 20, excluding the voltage drop occurring in a tuning resistor. 19 interspersed in line 18.
Gold, @
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the diode tube 15 is adjusted in such a way that practically no emission of the filament occurs as long as the intensity of the current passing through the shunt 3.20 remains below a determined value. When this value is exceeded, @athode 17 begins to emit ,,, the internal resistance of diode tube 15 decreases and in accordance with what has been said with reference to figure 1, due to the fact that the latter tube is in parallel with l field winding 8 of the exciter dynamo, the voltage at the terminals of the generator 1 decreases until the intensity of the current passing through the shunt 3.20 is reduced to the admissible value ,,
Protection of the. battery 5 in the event that this discharges excessively or when there is a short-circuit and, moreover, additional protection is obtained against the increase to too high a value of the. voltage of the generator 1, for example if the diode tube 10 ceases to function, since this increase in voltage would be accompanied by a strong increase in the charging current in the battery 3, which is thus made impossible .
CLAIMS.