<Desc/Clms Page number 1>
Il Perfectionnements concernant les régulateurs de voltage et les dispositifs de contrôle de circuit poar machines dyna- moèlectriques".
La présente invention se rapporte à an régulateur de courant combiné à un dispositif de contrôle de circuit des- tiné à des machines dynamoélectriques ou à des générateurs susceptible d'être entrainés par un motear à vitesse varia- ble tel que, par exemple, un moteur à combustion interne utilisé communément comme source de puissance motrice pour les automobiles et autres véhicules à moteurs.
Dans cette catégorie de véhicules, on a l'habitude d'employer une batterie d'accumulateurs comme source ini- tiale d'énergie êlectriqae pour le motear de démarrage, pour l'allumage du combustible, pour les lampes électriques et pour d'autres dispositifs transformant le courant électri- que et on utilise le courant de la dynamo pour charger la batterie ainsi que pour alimenter les divers dispositifs transformant la courant électrique lorsqu le moteur tour-
<Desc/Clms Page number 2>
ne, au-dessus d'une vitesse déterminée à l'avance, sous l'action de l'accélération acquise par le véhicule.
Dans ces conditions, il est évident que le voltage ou débit de courant du générateur variera considérablement avec les vitesses très variables da moteur qui donnent lieu à une variation de grandeur correspondante du voltage du cou- rant débité qui, s'il n'est pas réglé de façon convenable risque d'endommager ou même de détruire la batterie par suite de surchauffage ou de surcharge, lorsque le circuit de charge est fermé.
En vue de réduire ce danger, la demanderesse a utilisé une machine dynamoélectrique du type à troisième balai con- sidété comme plus satisfaisant et plus efficace poar ce travail spécial, du fait qu'il règle automatiqment, dans une certaine mesure, le voltage du courant pour des vitesses très variables;
mais lorsque la dynamo est utilisé pour charger la batterie et que celle-ci acquiert une charge de plus en plus élevée, le courant de charge,au. lieu de diminue ainsi qu'il est désirable quand la charge de la batterie augmente, s'accroit lai-même avec cette charge lorsque le voltage de la batterie s'élève et le régime de charge s'ac:- croit réellement et peu, s'il est maintenu dans certaines conditions, détériorer la batterie par suite de surchauffa- ge résultant de la surcharge.
Par suite, la présente invention vise non seulement l'emploi d'an dispositif de réglage automatique du voltage, mais également, un dispositif de fermeture de circuit sus- ceptible de fonctionner sous l'action da courant provenant de la dynamo pour fermer automatiquement le circuit de char- ge lorsque la vitesse du moteur et de la dynamo dépasse une valeur fixée à l'avance; l'objet principal de l'invention est de combiner ce régulateur automatique de voltage et ce dispositif automatique de contrôle de circuit en un groupe
<Desc/Clms Page number 3>
unique compact poavant être installé dans un espace relati- vement faible sur le génératear oa sur une autre partie du véhicule sans contrarier en aucune façon, le fonctionnement de tout autre équipement électrique.
Lorsqu'on emploie an générateur da genre décrit, ane résistance électrique et an Interrupteur thermostatique sont connectés en parallèle dans le circuit du troisième balai de telle manière que, lorsque l'interrupteur est fermé, il court-circuite ou met hors circait la résistance alors qae, aa contraire, si l'interraptear est ouvert,
la résistance se trouvera introduite dans le circuit du troisième balai et aura pour effet de réduire le voltage du courant dans le cas où celai-ci augmenterait d'une façon dangereuse à la suite d'un accroissement du régime de vitesse da générataar l'invention a spécialement pour bat d'introduire aatomati- quement dans le circuit du troisième balai ou de retirer, automatiquemetn aussi du dit circuit la résistance aa moyen d'un dispositif de chauffage électrique et d'un in- terraptear thermostatique à fermeture automatique en liai- son, au point de vue des échanges calorifiques avec le dis- positif de chauffage électriqe;
dans ces conditions, la chaleur développée dans le dispositif de chauffage par un voltage excessif dû à la dynamo, euvrira automatiquement l'interrupteur afin de mettre la résistance en circuit.
L'invention permet encore de contrôler l'ouverture de l'interraptear thermostatique qui pourrait se produire sous l'effet de températures atmosphériques variant dans de grandes limites ; ce contrôle est assuré au moyen d'une barra thermostatique additionnelle fonctionnant en liaison avec l'interrupteur de telle manière qu'elle empêche toute tendance au fonctionnement de l'interrupteur thermostatique sous l'effet de températures atmosphériques élevées.
L'invention est décrite ci-après, en référence aux dessins joints, dans lesquels :
<Desc/Clms Page number 4>
La fig. 1 est ane vae en plan par le dessas de la combinaison constituée par le régulateur de voltage et le dispositif de contrôle da circuit de charge montée en un groupe compacta sur une base de support convenable et pro- tégée par un couvercle approprié représente en coupe;
Les figs. 2, 3 et 4 son$ des élévations distinctes de différentes faces da même dispositif sur lesquelles le (;ou- vercle est représenté en coupe.
La fig. 5 est ane vue en coupe, agrandie, par le plan correspondant à la ligne A-A de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en coape détaillée et agrandie prise par le plan correspondant à la ligne B-B de la fig. 2.
La fig. 7 est une vue en coupe, agrandie, prise par le plan correspondant à la ligne C-C de la fig. 1.
La fig. 8 est une vue schématique du régulateur de vol- tage et da dispositif de contrôle de circuit représentant également un générateur électrique du, type à. troisième ba- lai avec ane résistance électrique dans le circuit da troi- sième balai et une batterie d'accumulateurs connectés dans le circuit da génératear en sorte qu'elle petit être rechar- gée par celai-ci.
Ainsi que le représente la fig. 8, le voltage à régler et le circuit à contrôler reçoivent le courant d'une machi- ne dynamoélectrique 1 utilisée communément dans les véhicu- les à motear et qatil n'est pas nécessaire par conséquent de décrire ni de représenter de façon plus détaillée.
Le coarant provenant du générateur 1 peut également tire atilisé pour faire fonctionner des dispositifs trans- formant le courant tels que ceax qui ont été mentionnés précédemment ainsi que pour charger la batterie 2 et pour faire fonctionner le régulateur de voltage et le dispositif de contrôle de circuit lorsque le moteur fonctionne soas l'effet de l'accélérât ion acquise.
Le circuit de charge de la batterie comprend un enroa-
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
lement électromagnétiqae 3, ün interrupteur é1ectrQe à ou- vertare automatique 4. et un enroulement électromagnétique indépendant 5, es deux enuoaloements indiqués étant montés sur le mgminoyau 6 afin d'obtenir une rédaction d'espace occupé et une efficacité accrue ainsi qu'il est expliqué plus longuement ci-dessous.
Le courant est fourni à 1'enroulement 3 à partir. d'un
EMI5.2
balai 7 du générateur 1 par un conductaur 8, la borne 9, puis par le condautear 10, à travers l'enrouleinent 3 et le retour du courant s'efiectae à travers le conducteur 11 jusquà la borne 13 pais à travers le conducteur 13 jusqutau balai opposé 14 de l'interrupteur principal du générateur.
L'éleutroaiwant dont forment partie les enroulements 3 et 5 est muni diane armature 15 fait en une matière con-
EMI5.3
ductrice de- l'électricité et portant l'an des contacts de 1'interLnaptear 4, la dite armature étant connectée électri- qaeinent par an oonducteur 18 à ane borne 17 du circuit de charge de la batterie.
Cette arma tare 15 est connectée au même côté du cir-
EMI5.4
cuit dü générgteur principal que l'est l'enrobement 3, au moyem de la borne 9, du conducte ur 16, de la borne 17 et da conducteur 18. l'autre contact de l'interrupteur 4 est connecté par le conducteur 19 à une extrémité de l'enroulement 5 dont l'au-
EMI5.5
tre extrémité est connectée, par le conàaotear 20, au pôle négatif de la batterie 2, le pelé opposé de la batterie étant connecté éloutriquement, par le conducteur Zl, à la borne 12, avec retour par le conducteur 13 et le balai 14, aa générateur.
On voit maintenant que l'interrupteur 4 et l'enrôle- ment 5 sont connectés' électriquement an série dans le cir- cait de charge de la batterie recevant le courant du géné- rateur 1.
EMI5.6
L'organe 15 de ltinterauptear est monté à pivot sur un Ow.:Hc 1iL..J ...
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
sapport approprié 22 et est normalement maintana dans sa position d'ouverture par un ressort 23 dont la tension peat être réglée par une. vis 24 destinée à maintenir l'armature
EMI6.2
15 plus oa moins voisine da noyau 6 de l'électroajmant et lui permettant de résister s l'attraction magnétique corés- pondant à an voltage relativement bas dû à des vitesses faibles da génératGQr mais permettant à l'armstare de i'onc- tionner pour assurer la fermeture de l'interrupteur quand la vitesse du générateur dépasse une valeur fixée à l'avan- ce.
EMI6.3
Lorsque le générateur 1 est entra iné 3. une vitesse fixée à l'avance, l'excitation dc- l'électro-5ÍQant par la bobine ou enroulement 3 entraine le fonutionnoiient de l'ar- mature 15 et la fermeture de l'interrupteur 4, ce quipro- duit la fermeture da circuit principal du générateur pour charger la batterie, l'électro-aimant étant alors excité en vue d'accroitre l'attraction magnétique s'exerçant sar
EMI6.4
l'armature 15 et pour maistenir ainsi l'interrnptoar fermé pendant que s'effectue la charge de la batterie ou jusqu'au moment où la batterie est complètement chargée dans une li- mite de sécurité.
EMI6.5
Le régulatear de voltage est décrit ci-après:
Une résistance électrique 25 et an interrupteur ther- mostatique 28 sont connectés en parallèle dans le circuit
EMI6.6
du troisième balai du générateur 1; l'interraptetir 26 est da types, fermeture automatique et comprend une barre ther- mostatique 27 en relation d'échange calorifiqa.e avec un dispositif de chauffage électrique 28 qui est connecté élec- triqaement dans le circuit principal du générateur 1 en sorte que un degré de chaleur excessif développé dans le dispositif de (chauffage par l'accroissement graduel de la vitesse et du voltage du générateur 1 tendra à faire dévier
EMI6.7
l'organe 27 de l'interraptear en éloignant celai-ci de sa position de contact avec 1'interrupteur 26 et en ouvrant
<Desc/Clms Page number 7>
l'interrupteur, ce qui a poar effet de mettre en circuit la résistance 25 pour limiter le voltage da courant da géné-
EMI7.1
retour à sun degré assurant la sécurité pour la charge de la batterie et pour d'autres objets.
Ainsi qu'il est représenté à la fig. 8 le circuit du
EMI7.2
troisième balai du générateur 1 comporte an enroulement 29 en série avec la résistance 25 et l' interraptear 26 de sorte que le courant peut passer du troisième balai 30 du généra-
EMI7.3
ter par l'enroulement en série et, de là, par an c;ondacteur 31, à, une borne 32 à partir de laquelle le courant peut
EMI7.4
passer par un conducteur 53 et la'résistance 25, jusqu'à ane borne 34 et de là, par an conducteur de retour 35, au balai 14 du générateur.
D'ane manière semblable, le courant provenant du troi- sième balai du générateur peut passer de la borne 32 par un
EMI7.5
acnàùctear 36, à l'interrupteur 26, et de là, à travers la barre thermostatique 27 et un c;onducteür 37 jusqu'à la borne 34 pour revenirau bala 14 du générate ur parle con- ducteur 35.
Le dispositif de chauffage électrique 28 a de préféren- ce la forme d'une bobine enroulée autour de la barre ther- mostatiqae 27 mais est isolé de la dite barre sauf en une extrémité qui est électriquement connectée à ladite barre en 38, l'autre extrémité étant connectée par le conducteur 39 à la borne 17 du circuit principal du générateur en sorte que le courant peut circuler du balai 7 du générateur 1 par
EMI7.6
le conducteur 8, la borne 9, le aondaatear 16, la borne 17 et le côiducteur 39, par la bobine de chauffage 28 avec re- tour par la barre themost8tiqae 27 et les conducteurs 33 et 37, jusqutà l'aatre balai 14 du générateur.
Il doit être entendu que l'interrupteur thermostatiqua 26 est normalement fermé pour c ourt-c ircuiter la résistance 25 et mettre cette résistance en dehors (la circuit du troi- siième balai du générateur; on voit que si la vitesse et le
<Desc/Clms Page number 8>
voltage du générateur s'accroissent au delà, d'un certain degré de sécurité par saite de l'accroissement de vitesse du moteur, il en résulta an échauffement de la bobine 28 qui, par voie de conséquence, provoque une déviation de la
EMI8.1
'barre thermostaiiqae 37 éloignant celle-ci de l'organe de contact correspondant pour ouvrir l'interraptear et mettre en circuit la résistance 25, ce qui a poar effet de réduire
EMI8.2
le voltage du courant débité par le générateur dans les limites de sécurité exigées pour la charge de la batterie;
il est en outre entendu que pendant cet accroissement de vitesse du générateur, l'interrupteur 4 de fermeture (la
EMI8.3
circuit de charge de la batterie sera autom8tiqùemen± fermé.
Il est évident que la barre 27 de 1 T inte rr upt tur ther- mostaiqae sera soumise à des températaros atmcxphériqaes trè8 valables qui, dans certaines circonstances, seront assez élevées pour provoquer 1'ouvértùre préuattirée de l'in- terrupteur 26, et en vue d'éviter cette éventualité, lc régulateur est muni de ce que l'on peut désigner par "une barre thermostalr1ae compensatrice " 40 qui, de 1,13nie que la barre thermostatiqua 27, se trouve fixée à une de cas extré- mités, à un organe de support 41, ce dernier étant monté à pivot en 42 sur un support convenable, ce qui lui permet ainsi qu'aux barres 27 et 40, d'osciller latéralement dans le sens de la déviation des dites barres lorsque celles-ci
EMI8.4
sant soumises à des températures déterminées 8. l'avance.
Les barres thermostatiques 33 et 40 s'étendent dans la même direction générale à partir de leur sapport 41 en di- vergeant, de préférence, suivant un angle permettant l'as- semblage da régulateur dans an espace réduit, les deux bat- res et le support 41 étant comprimés par le ressort 43 dans
EMI8.5
la direction correspondant à la fo3tmotura de l'interrupteur.
:Le mouvement des barres 27 et 40 et de leur support 41 est limité par une vis d'arrêt réglable 44 montée sur un
EMI8.6
organe de support 45 faisant partie du pha,ss i sQ'Oport8nt
<Desc/Clms Page number 9>
l'ensemble formé par le régulateur de voltage et le dispo- sitif assurant la fermeture du circuit.
Les @arres compensatrices 27 et 40 sont disposées de telle manière que leur déviation s'effectue dans le même sens sous l'influence de températures relativement élevées, contre l'action du ressort 43. En l'absence de ce ressort ou d'un dispositif équivalent de rétraction , l'interrup- teur 26 aurait tendance à s'ouvrir prématurément, mais il est évident que toute tendance de la barre thermostatique 4Q à dévi-r et à éloigner la dite barre de sa vis d'arrêt 44 serait compensée par l'action ud ressort 43 qui tend à maintenir la barre contre la vis d'arrêt et par suite à maintenir l'interrupteur 26 dans sa position de fermeture sous l'influence de températures atmosphériques variant dans des limites étendues.
Il y a toutefois lieu d'observer que, dans le cas où le voltage aux bornes du générateur acquiert une valeur excessi- ve, l'échauffement qui en résalte gour la bobine 28 provoque- rait une déviation indépendante de la barre thermostatique 27 et ouvrirait l'interrupteur 26 en mettant en circuit la résistance 25, ce qai aurait pour effet de limiter le vol- tage aux bornes da générateur en assurant la s'c@rité pour la charge de la batterie et poar d'autres objets; en parti- calier la surcharge de la batterie 2 se trouverait évitée.
Le dispositif automatique de fermeture destiné au cir- cuit de charge de la batterie et le régulateur de voltage du courant fonctionnent @t en intime corrélation du fait que tous deux sont utilisés pour le contrôle automatique du circuit de charge ; ils sont, de pre ferenve, assemblés et juxtaposés sur un chassis approprié formant support et compré@nant une section de base 46 et une section de recou- vrement 47, ces deux pièces pouvant être faites en métal ou en toute matière convenable.
<Desc/Clms Page number 10>
La base 46 peut être montée sur le châssis du gêné- ratear électrique 1 mais il est évident qu'elle pont être
EMI10.1
également placée dans toate autre posit jOl1 convenable qui permette l'enlèvement du recouvrement 47 quand la chose de- vient nécessaire en vue d'une inspection ou d'une réparation des pièces situées à l'intérieur.
Ainsi que le représentent plas nettement les fibres
EMI10.2
4 et 7, le dispositif de fermeture aatomat iqae de c ircait est monté sur an chassis métalliqlle 8 ayant à peu. près la forme dtan U, lequel , à son tour, est fixé li la base 46 dont il est isolé, les 'branches opposées de l'U s'étendant extè-
EMI10.3
riearamant à des distances inégales de la base pour recevoir et supporter les organes interrupteurs du dispositif de fer- metare du circuit.
L'organe mobile 15 de l'interrupteur a la forme d'un L relié de manière flexible au bras le plus court da chas- sis 48 au moyen d'une attache formant ressort 22 qui cons- titae le support propre de l'organe mobile de l'interrupteur
EMI10.4
Cet organe 15 de l'interrupteur s'étend latérâlemen-Lu en travers de l'extrémité extérieure du. noyau 6 de l'électro- aimant et porte une paire de contacts de 1 t i.nt arraptear 11. les contacts qui fonctionnent en liaison avec les précédents étant montés sur un organe de support 19, qui à son toar, est fixé à la branche la plus longae du chassis 48 dont il est isolé, ainsi que l'indique nettement la figure 7.
EMI10.5
Comme il a été indiqué antérieanemehp l'électro-aimant est mani de deux enroùlements 1 et 5 séparés, qui entourent le noyau 6, l'aimant étant monté à l'intérieur du chassis 48 et fixé par an boalon 50 sar la base 46 dont il est isolé.
Le ressort 23 qui tend à oavrir l'organe 15 de l'inter- rupteur est fixé au bras le plus court da chassis 48 et il
EMI10.6
prenorma1ement appui contre l'extrémité intérieure dyane vis de réglage 24,scéà sur l'organe 15 de l'intemrùptear
<Desc/Clms Page number 11>
(voir fig. 7) le dit ressort servant à maintenir, de façon flexible, l'organe 15 dans sa position d'ouverture.
Le mouvement d'ouverture de l'organe interrupteur 15 est limité eu moyen d'uns batée appropriée 51 qui est fixée sur la branche la plus longue du châssis @8 et qu'isurmonte lesextrémités des prolong@@ents 15' supportant les contacts de l'organe 15 d'interrupteur, la dite butée étant munie d'une ouverture livrant passage aux prolongements 15', ainsi qu'il est représenté aux figures 1 ett 7.
Le régulateur de voltage est monté sur une querre 34 faite d'une matière bonne conductrice de l'électricité et qu est fixée à la base support 46 et isolée de celle-ci, dans le voisinage immédiat du dispositif de fermeture du circuit antérieuremtn décrit; l'éqaerre forme la borne 34 placée du côté du circuit du troisième balai comportant la résis- tance et elle reçoit et supporte la résistance 25 ainsi que le support 41 des barres thermostatiques.
Une plaque additionnelle 32 faite diane matière bonne conductrice de l'électricité est montée sur la face inté- rieure de la plaque 34, parallèlement à cette dernière, dont elle est isolée; cette plaque 32 est munie d'un prolon- gement latéral 32' qui surmonte la résistance 25 et la base de la plaque conductrice 34, elle est destinée à recevoir et à s apporter le contact fixe de l'interrupteur thermosta- tique 26.
La. résistance électrique 25 est intercalée électrique- ment entre les plaques conductrices 32 et 34, elle est re- liée à celle-ci du fait qu'une de ses extrémités est en con- tact électrique direct avec la face extérieure de la pla- que 34, tandis que l'extrémité opposée(est en contact élec- trique direct avec la tâte de la vis de serrage 25' qui tra- verse une douille isolante placée à l'intérieur de la résis- tance 25 ; elle est vissée dans une ouverture filetée réser- vée dans la plaque 32, ce qui permet d'établir une connexion -11-
<Desc/Clms Page number 12>
électrique entre l'extrémité extérieure de la résistance 25 et la plaque 32.
La résistance électrique est, de ce fait, reliée électriquement aax deux plaques 32 et 34 comme l'indique la figure 6 dans laquelle on remarquera que l'isolément entre les plaques 32 et 34 se prolonge à, travers la ré- sistance électrique 25. la résistance électrique 25 consiste, de préférence, en un disque de carbone oa d'une matière équivalente qai permet d'éviter l'emploi de fils pour cet objet et, en même temps, de fixer facilement la résistance dans sa po- sition de fonctionnement oa de l'enlever, soit en serrant, soit en desserrant la vis de fixation 25'.
La console 41 qui sert à sapporter les barres thermos-. tatiqaes 27 et 40 est tourillonnée sur le tenon 42 qui est fixé lui-même à la plaque 54, à l@quell@ il est relié élec- triqaement; la console 41 est faite d'une Matière banns conductrice de l'électricité et est égalementen contact électrique avec le tenon 42 et avec la plique 34, ainsi que l'indique la fig. 6.
Les barres thermostatiqaes 27 et 40 sont fixées, aa moyen d'au boalon de serrage 41', dans des rainures di- vergentes de la console 41, de part et d'entre du tenon 42, en sorte que lears extrémités opposées se prolongent à peu près tangentiellement vers des côtés opposés de la périphérie de la résistance 25, ainsi que l'indique la fig. 5. On utilise de cette façon l'espace compris entre les extrémités divergentes des barres poar recevoir la dite résistance sans gêner, en aucune façon, le libre fonctionnement des dites barrres.
La base de la plaque 34 da régulateur de voltage est fixée à la base 46 au. moyen d'une vis de serrage 34' main- tenue isolée de la partie métallique de la dite base comme
<Desc/Clms Page number 13>
le représente la fig. 5.
L'avantage qu'on obtient;# en raison du montage sur la même base du dispositif de fermeture du circuit de charge de la batterie et du régulateur de voltage consis- te dans le fait que toutes les pièces peuvent être mon- tées dans le voisinage à peu près immédiat les ânes des autres et due la partie métallique de la base, qui est fixée au chassis du générateur peut servir d'emplacement pour les différentes pièces électriques du système régala- teur, formant an tout; cette disposition permet également d'utiliser certains conducteurs pour faire fonctionner les deux éléments.
Le fonctionnement du système est le avivant: lorsque la machine dynamo-élestrique 1 est entrainée à une vitesse dépassant an certain régime déterminé à l'avance, la bobine 3 de l'électro-aimant se trouve exci- tée et provoque la fermeture de l'interrupteur 4 et la fermeture du circuit à travers la bobine 5 de l'électro- aimant et la batterie 2 en vue de permettre de charger la dite batterie ; les bobines 3 et 5 servent alors à main- tenir l'interrupteur 4 dans sa position de fermeture tant que la vitesse du générateur est maintenue supérieure aa. régime déterminé par la vitesse du moteur.
En fait, le dispositif de fermeture du circuit est réglé de telle manière que la fermeture s'effectua pour une vitesse du moteur correspondant approximativement à une vitesse du véhicule de 25 Kilomèttes à l'heure; il en résulte que l'interrupteur 4 restera ouvert pour tou- tes les vitesses inférieures à cette vitesse fixée à l'a- vance et sera ma intenta fermé pour toutes les vitesses supérieures du moteur.
Le régulateur de voltage permet d'éviter la surchar- ge de la batterie; à, cet effet, le générateur est, de
<Desc/Clms Page number 14>
préférence , du type à troisième balai avec une résistan- ce connectée d'un côté da circuit du troisieme balai; l'interrupteur thermostatiqae 26 est connecte dans le mê- me circuit, en parallèle avec la résistance, tandis que le dispositif de chauffage électrique 28 est connecté dans le circuit principal de la dynamo.
Il en résulte que, tant qae le voltage du courant débité par le générateur reste inférieur à la limite de sécurité de charge, l'interrupteur 26 reste fermé et court circaite ou laisse hors circuit la résistance 25.
Par contre, si le voltage du coarant débité par le gé- nérateur dépasse la limite de sécarité de charge, la tem- pératare du dispositif de chauffage 28 s'élève à un degré suffisant pour provoquer la déviation de la barre ther- mostatique 27 et faire cesser le contact de l'interrup- tear 26, ce qui ouvre l'interrupteur et introduit la ré- sistance 25 dans le circuit da troisième 'balai; l'intro- duction de la dite résistance a pour effet de limiter tout accroissement ultérieur de voltage du courant débité par le générateur, d'une manière bien connue des gens da mé- tier.
Il résulte évidemment de la description qui précède que, lorsque le voltage du courant da générateur est ré- dait à une valeur inférieure '-- la limite de sécurité de charge, l'activité da dispositif de chauffage 28 se troa- ve plus ou moins diminuée et permet la ferme tare de l'in- terraptear 26, ce qui court-circuite la résistance. Ces diverses opérations se reproduisent lorsque le voltage du courant débité par le générateur varie suivant la vitesse du moteur.
Une caractéristique importante du régulateur thermos- tatiqae consiste dans l'asage de la barre compensatrice 4Q reliée à l'interrupteur thermostatique 26 et qui permet
<Desc/Clms Page number 15>
d'éviter l'ouverture prémataré de l'interrupteur pôar des températures atmosphériques relativement élevées.
l'ar si la température atmosphérique était saffisante pour provoquer la déviation de la barra ther- mostatique 27, cette température produirait également fine déviation correspondante de la barre compensatrice
40 dans la même direction et, dans ces conditions, le ressort 43 maintiendrait la barre 40 en contact avec la vis d'arrêt 44 et grâce à la liaison qui existe de chacune des barres avec le support commun 41, l'interrupteur 28 serait maintenu dans sa position de fermeture puisque les deux barres sont mobiles ensemble autour de l'axe de dépla- cement du support 41.
REVENDICATIONS
1. Un dispositif' poar le contrôle da circuit de char- ge d'une batterie d'une machine dynamo-électrique à vites- se variable, caractérisé en ce qu'il comporte an interrap- tour électrique actionné par le courant de la dynamo, pour fermer le circuit et un régulateur de voltage action- né par le courant de la dynamo, pour régler le voltage du courant débité par la dynamo oa générateur.
<Desc / Clms Page number 1>
II Improvements in voltage regulators and circuit control devices for dynamic machines ".
The present invention relates to a current regulator combined with a circuit control device intended for dynamoelectric machines or generators capable of being driven by a variable speed motear such as, for example, a motor. internal combustion engine commonly used as a source of motive power for automobiles and other motor vehicles.
In this category of vehicles, it is customary to use an accumulator battery as the initial source of electrical energy for the starting motor, for ignition of fuel, for electric lamps and for others. devices transforming the electric current and the current of the dynamo is used to charge the battery as well as to supply the various devices transforming the electric current when the engine is running.
<Desc / Clms Page number 2>
ne, above a speed determined in advance, under the action of the acceleration acquired by the vehicle.
Under these conditions, it is evident that the voltage or current flow of the generator will vary considerably with the very variable speeds of the motor which give rise to a corresponding variation of magnitude in the voltage of the current supplied which, if not. properly adjusted may damage or even destroy the battery due to overheating or overcharging, when the charging circuit is closed.
In order to reduce this danger, the Applicant has used a dynamoelectric machine of the third brush type which is considered more satisfactory and more efficient for this special work, since it automatically regulates, to a certain extent, the voltage of the current. for very variable speeds;
but when the dynamo is used to charge the battery and that the latter acquires an increasingly high charge, the charge current, au. instead of decreasing as it is desirable when the battery charge increases, it increases with this charge when the voltage of the battery rises and the charge rate increases: - really increases and little, if maintained under certain conditions, damage the battery due to overheating resulting from overcharging.
Accordingly, the present invention is directed not only to the use of an automatic voltage adjustment device, but also to a circuit closing device capable of operating under the action of current from the dynamo to automatically close the circuit. charging circuit when the speed of the engine and the dynamo exceeds a value fixed in advance; the main object of the invention is to combine this automatic voltage regulator and this automatic circuit control device into a group
<Desc / Clms Page number 3>
This unique compact can be installed in a relatively small space on the generator or on another part of the vehicle without in any way hindering the operation of any other electrical equipment.
When a generator of the kind described is used, an electric resistance and a thermostatic switch are connected in parallel in the circuit of the third brush in such a way that, when the switch is closed, it short-circuits or turns off the resistance then qae, aa contrary, if the interraptear is open,
the resistance will be introduced in the circuit of the third brush and will have the effect of reducing the voltage of the current in the event that this increases in a dangerous way following an increase in the speed regime of the invention has especially for bat to introduce automatically in the circuit of the third brush or to withdraw, also automatically from said circuit the resistance aa by means of an electric heating device and of a thermostatic interceptor with automatic closing in connection. sound, from the point of view of heat exchange with the electric heating device;
under these conditions, the heat developed in the heater by an excessive voltage due to the dynamo, will automatically activate the switch in order to turn on the resistance.
The invention also makes it possible to control the opening of the thermostatic interraptear which could occur under the effect of atmospheric temperatures varying within wide limits; this control is ensured by means of an additional thermostatic bar operating in conjunction with the switch in such a way that it prevents any tendency for the thermostatic switch to operate under the effect of high atmospheric temperatures.
The invention is described below, with reference to the accompanying drawings, in which:
<Desc / Clms Page number 4>
Fig. 1 is seen in plan by the underside of the combination constituted by the voltage regulator and the load circuit control device mounted in a compact group on a suitable support base and protected by a suitable cover shown in section;
Figs. 2, 3 and 4 are distinct elevations of different faces of the same device on which the (; open is shown in section.
Fig. 5 is a sectional view, enlarged, by the plane corresponding to the line A-A of FIG. 1.
Fig. 6 is a detailed and enlarged side view taken by the plane corresponding to the line B-B of FIG. 2.
Fig. 7 is a sectional view, enlarged, taken by the plane corresponding to the line C-C of FIG. 1.
Fig. 8 is a schematic view of the voltage regulator and circuit control device also showing an electric generator of the type to. third brush with an electric resistance in the third brush circuit and a battery of accumulators connected in the generator circuit so that it can be recharged by it.
As shown in FIG. 8, the voltage to be set and the circuit to be controlled receive current from a dynamoelectric machine 1 commonly used in motear vehicles and therefore need not be described or represented in more detail.
The charge from generator 1 can also be used to operate current transforming devices such as these which have been mentioned previously as well as to charge battery 2 and to operate the voltage regulator and circuit monitor. when the engine is running, the effect of the acceleration acquired.
The battery charging circuit includes an enroa-
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
electromagnetic element 3, an electric switch with automatic opening 4. and an independent electromagnetic winding 5, the two indicated enuoaloements being mounted on the mgmoin 6 in order to obtain a redaction of occupied space and increased efficiency as is. explained more fully below.
Current is supplied to winding 3 from. of a
EMI5.2
brush 7 from generator 1 through a conductor 8, terminal 9, then through condautear 10, through winding 3 and the return of the current is effected through conductor 11 up to terminal 13, through conductor 13 up to opposite brush 14 of the generator main switch.
The eleutroaiwant of which the windings 3 and 5 form part is provided with an armature 15 made of a suitable material.
EMI5.3
conductor of electricity and carrying the year of the contacts of the interLnaptear 4, said armature being electrically connected by a conductor 18 to terminal 17 of the battery charging circuit.
This arma tare 15 is connected to the same side of the circuit
EMI5.4
fired from the main generator as is the casing 3, by means of terminal 9, conductor 16, terminal 17 and conductor 18. The other contact of switch 4 is connected by conductor 19 to one end of the winding 5 of which the other
EMI5.5
This end is connected, by the conàaotear 20, to the negative pole of the battery 2, the opposite pole of the battery being electrically connected, by the conductor Zl, to terminal 12, with return by the conductor 13 and the brush 14, aa generator.
It is now seen that the switch 4 and the coil 5 are electrically connected in series in the charging circuit of the battery receiving the current from the generator 1.
EMI5.6
The ltinterauptear member 15 is pivotally mounted on an Ow.:Hc 1iL..J ...
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
appropriate ratio 22 and is normally maintana in its open position by a spring 23 whose tension can be adjusted by a. screw 24 intended to hold the framework
EMI6.2
15 more or less close to the core 6 of the electromagnet and allowing it to resist the magnetic attraction corresponding to a relatively low voltage due to low speeds of the generation but allowing the armstare to function for ensure that the switch is closed when the speed of the generator exceeds a value fixed in advance.
EMI6.3
When generator 1 is entered at a speed fixed in advance, the excitation of the electro-5ÍQant by the coil or winding 3 causes the function of the armature 15 and the closing of the switch. 4, which closes the main circuit of the generator to charge the battery, the electromagnet then being excited in order to increase the magnetic attraction exerted on it.
EMI6.4
the armature 15 and thus to keep the interrupter closed while the battery is being charged or until the battery is fully charged within a safety limit.
EMI6.5
The voltage regulator is described below:
An electrical resistance 25 and a thermostat switch 28 are connected in parallel in the circuit.
EMI6.6
the third brush of generator 1; the interlock 26 is of type, automatic closing and comprises a thermostatic bar 27 in heat exchange relation with an electric heater 28 which is electrically connected in the main circuit of the generator 1 so that a degree of excessive heat developed in the device (heating by gradually increasing the speed and voltage of generator 1 will tend to deflect
EMI6.7
the member 27 of the interraptear by moving the latter away from its position of contact with the switch 26 and by opening
<Desc / Clms Page number 7>
switch, which has the effect of switching on resistor 25 in order to limit the voltage of the general current.
EMI7.1
return to sun degree ensuring safety for battery charging and other objects.
As shown in FIG. 8 the circuit
EMI7.2
third brush of generator 1 has a winding 29 in series with resistor 25 and interraptor 26 so that current can flow from third brush 30 of generator.
EMI7.3
ter by the series winding and, from there, by an c; ondactor 31, to, a terminal 32 from which the current can
EMI7.4
pass through a conductor 53 and la'résistance 25, up to ane terminal 34 and from there, per year return conductor 35, to the brush 14 of the generator.
Similarly, the current from the third brush of the generator can pass from terminal 32 through a
EMI7.5
acnàùctear 36, to the switch 26, and from there, through the thermostatic bar 27 and a conduit 37 to the terminal 34 to return to the bala 14 of the generator by the conductor 35.
The electric heater 28 preferably has the form of a coil wound around the thermostatic bar 27 but is isolated from said bar except at one end which is electrically connected to said bar at 38, the other end. end being connected by conductor 39 to terminal 17 of the generator main circuit so that current can flow from brush 7 of generator 1 through
EMI7.6
the conductor 8, the terminal 9, the aondaatear 16, the terminal 17 and the coiducer 39, by the heating coil 28 with return by the thermost8tiqae bar 27 and the conductors 33 and 37, up to the other brush 14 of the generator .
It must be understood that the thermostatic switch 26 is normally closed to shorten the resistance 25 and put this resistance off (the circuit of the third brush of the generator; it is seen that if the speed and the
<Desc / Clms Page number 8>
voltage of the generator increase beyond a certain degree of safety due to the increase in engine speed, this resulted in heating of the coil 28 which, consequently, causes a deviation of the motor.
EMI8.1
'bar thermostaiiqae 37 moving it away from the corresponding contact member to open the interraptear and switch on the resistor 25, which has poar effect of reducing
EMI8.2
the voltage of the current drawn by the generator within the safety limits required for charging the battery;
it is further understood that during this increase in generator speed, the closing switch 4 (the
EMI8.3
battery charging circuit will automatically be closed.
It is evident that the bar 27 of the thermostatic switch will be subjected to very valid atmospheric temperatures which, in certain circumstances, will be high enough to cause the pre-drawn opening of the switch 26, and in so doing. in order to avoid this eventuality, the regulator is provided with what may be designated by "a compensating thermostatic bar" 40 which, 1.13 m as the thermostat bar 27, is fixed in one of the extreme cases, to a support member 41, the latter being pivotally mounted at 42 on a suitable support, which allows it as well as the bars 27 and 40, to oscillate laterally in the direction of the deflection of said bars when the latter
EMI8.4
sant subjected to determined temperatures 8. advance.
The thermostatic bars 33 and 40 extend in the same general direction from their connection 41, preferably deviating at an angle allowing the regulator to be assembled in a reduced space, the two bat- tles and the support 41 being compressed by the spring 43 in
EMI8.5
the direction corresponding to the fo3tmotura of the switch.
: The movement of bars 27 and 40 and their support 41 is limited by an adjustable stop screw 44 mounted on a
EMI8.6
support member 45 forming part of the pha, ss i sQ'Oport8nt
<Desc / Clms Page number 9>
the assembly formed by the voltage regulator and the device ensuring the closing of the circuit.
The compensating arres 27 and 40 are arranged such that their deflection takes place in the same direction under the influence of relatively high temperatures, against the action of the spring 43. In the absence of this spring or of a equivalent retraction device, the switch 26 would tend to open prematurely, but it is obvious that any tendency of the thermostatic bar 4Q to deflect and move said bar away from its stop screw 44 would be compensated for. by the action of the spring 43 which tends to hold the bar against the stop screw and consequently to maintain the switch 26 in its closed position under the influence of atmospheric temperatures varying within wide limits.
It should however be observed that, in the event that the voltage at the terminals of the generator acquires an excessive value, the heating which results in the coil 28 would cause an independent deviation of the thermostatic bar 27 and would open. switch 26 by turning on resistor 25, this would have the effect of limiting the voltage at the terminals of the generator while ensuring safety for charging the battery and for other objects; in particular, overcharging of battery 2 would be avoided.
The automatic closing device for the battery charging circuit and the voltage regulator of the current work closely together because both are used for automatic control of the charging circuit; they are, first of all, assembled and juxtaposed on a suitable frame forming a support and comprising a base section 46 and a covering section 47, these two parts being able to be made of metal or of any suitable material.
<Desc / Clms Page number 10>
The base 46 can be mounted on the frame of the electric generator 1 but it is obvious that it can be
EMI10.1
also placed in any other suitable position which permits removal of the cover 47 when required for inspection or repair of parts within.
As the fibers clearly represent
EMI10.2
4 and 7, the closing device aatomat iqae of c ircait is mounted on a metal frame 8 having little. near the U-shape, which in turn is attached to the base 46 from which it is isolated, the opposing branches of the U extending outward.
EMI10.3
riearamant at unequal distances from the base to receive and support the switching devices of the circuit closing device.
The movable member 15 of the switch has the shape of an L connected in a flexible manner to the shorter arm of the chas- sis 48 by means of a spring clip 22 which constitutes the proper support of the member. movable switch
EMI10.4
This member 15 of the switch extends laterally-Lu across the outer end of the. core 6 of the electromagnet and carries a pair of contacts of 1 t i.nt arraptear 11. the contacts which work in conjunction with the previous ones being mounted on a support member 19, which at its toar, is fixed to the the longest branch of the frame 48 from which it is isolated, as clearly shown in Figure 7.
EMI10.5
As previously indicated, the electromagnet is handled by two separate windings 1 and 5, which surround the core 6, the magnet being mounted inside the frame 48 and fixed by a boalon 50 on the base 46 of which it is isolated.
The spring 23 which tends to open the member 15 of the switch is fixed to the shorter arm of the frame 48 and it
EMI10.6
prenorma1ement support against the inner end of the adjustment screw 24, scéà on the member 15 of the interruptear
<Desc / Clms Page number 11>
(see FIG. 7) said spring serving to hold, in a flexible manner, the member 15 in its open position.
The opening movement of the switch member 15 is limited by means of a suitable pan 51 which is fixed to the longest branch of the frame @ 8 and which overcomes the ends of the extensions 15 'supporting the contact contacts. the switch member 15, said stopper being provided with an opening giving passage to the extensions 15 ', as shown in FIGS. 1 and 7.
The voltage regulator is mounted on a square 34 made of a material which is a good conductor of electricity and which is fixed to the support base 46 and insulated therefrom, in the immediate vicinity of the closure device of the previously described circuit; The bracket forms terminal 34 placed on the circuit side of the third brush comprising the resistance and it receives and supports resistance 25 as well as support 41 of the thermostatic bars.
An additional plate 32 made of a material which is a good conductor of electricity is mounted on the inside face of the plate 34, parallel to the latter, from which it is insulated; this plate 32 is provided with a lateral extension 32 'which surmounts the resistance 25 and the base of the conductive plate 34, it is intended to receive and provide the fixed contact of the thermostatic switch 26.
The electrical resistance 25 is electrically interposed between the conductive plates 32 and 34, it is connected to the latter because one of its ends is in direct electrical contact with the outer face of the plate. 34, while the opposite end (is in direct electrical contact with the head of the clamping screw 25 'which passes through an insulating sleeve placed inside the resistor 25; it is screwed into a threaded opening reserved in the plate 32, which makes it possible to establish a connection -11-
<Desc / Clms Page number 12>
between the outer end of the resistor 25 and the plate 32.
The electrical resistance is therefore electrically connected to two plates 32 and 34 as shown in FIG. 6 in which it will be noted that the insulation between the plates 32 and 34 extends through the electrical resistance 25. the electric resistor 25 preferably consists of a carbon disc of an equivalent material which makes it possible to avoid the use of wires for this purpose and, at the same time, to easily fix the resistor in its position of operation oa to remove it, either by tightening or loosening the fixing screw 25 '.
The console 41 which is used to bring the thermos bars. tatiqaes 27 and 40 is journaled on the tenon 42 which is itself fixed to the plate 54, to which it is electrically connected; the console 41 is made of an electrically conductive material and is also in electrical contact with the tenon 42 and with the plique 34, as shown in fig. 6.
The thermostatic bars 27 and 40 are fixed, by means of a tightening bolt 41 ', in different grooves of the console 41, on both sides of the tenon 42, so that the opposite ends extend to approximately tangentially to opposite sides of the periphery of resistor 25, as shown in FIG. 5. The space between the divergent ends of the bars is used in this way to receive said resistance without in any way hindering the free operation of said bars.
The base of the voltage regulator plate 34 is attached to the base 46 au. by means of a clamping screw 34 'held isolated from the metal part of said base as
<Desc / Clms Page number 13>
shown in fig. 5.
The advantage that is obtained; # due to the mounting on the same base of the closing device of the battery charging circuit and of the voltage regulator consists in the fact that all the parts can be assembled in the the donkeys of the others are almost immediately in the vicinity and due to the metal part of the base, which is fixed to the frame of the generator, it can serve as a location for the various electrical parts of the regulating system, forming the whole; this arrangement also makes it possible to use certain conductors to operate the two elements.
The operation of the system is as positive: when the dynamo-electric machine 1 is driven at a speed exceeding a certain speed determined in advance, the coil 3 of the electromagnet is energized and causes the closure of the switch 4 and the closing of the circuit through the coil 5 of the electromagnet and the battery 2 in order to allow the said battery to be charged; coils 3 and 5 then serve to keep switch 4 in its closed position as long as the speed of the generator is kept above aa. speed determined by engine speed.
In fact, the circuit closing device is set in such a way that the closing takes place at an engine speed corresponding approximately to a vehicle speed of 25 kilometers per hour; as a result, switch 4 will remain open for all speeds lower than this speed fixed in advance and will be closed for all higher engine speeds.
The voltage regulator helps prevent overcharging of the battery; for this purpose, the generator is
<Desc / Clms Page number 14>
preferably of the third brush type with a resistor connected to one circuit side of the third brush; the thermostatic switch 26 is connected in the same circuit, in parallel with the resistor, while the electric heater 28 is connected in the main circuit of the dynamo.
As a result, as long as the voltage of the current delivered by the generator remains below the load safety limit, the switch 26 remains closed and short-circuited or leaves the resistor 25 off.
On the other hand, if the voltage of the coarant supplied by the generator exceeds the load safety limit, the temperature of the heater 28 rises to a sufficient degree to cause the deviation of the thermostat bar 27 and ceasing contact of switch 26, which opens the switch and introduces resistor 25 into the third brush circuit; the introduction of said resistor has the effect of limiting any subsequent increase in voltage of the current delivered by the generator, in a manner well known to those skilled in the art.
It obviously follows from the foregoing description that when the voltage of the generator current is reduced to a lower value '- the load safety limit, the activity of the heater 28 is more or less. decreased and allows the firm tare of the inter- terraptear 26, which bypasses the resistance. These various operations are reproduced when the voltage of the current delivered by the generator varies according to the speed of the engine.
An important feature of the thermostatic regulator consists in the asage of the compensating bar 4Q connected to the thermostatic switch 26 and which allows
<Desc / Clms Page number 15>
avoid the prematared opening of the switch at relatively high atmospheric temperatures.
ar if the atmospheric temperature were sufficient to cause the deviation of the thermostat bar 27, this temperature would also produce the corresponding fine deviation of the trim bar
40 in the same direction and, under these conditions, the spring 43 would keep the bar 40 in contact with the stop screw 44 and thanks to the connection which exists of each of the bars with the common support 41, the switch 28 would be maintained in its closed position since the two bars are movable together around the axis of movement of the support 41.
CLAIMS
1. A device for controlling the charging circuit of a battery of a dynamo-electric machine with variable speed, characterized in that it comprises an electric interrap- turn actuated by the current of the dynamo , to close the circuit and a voltage regulator actuated by the current of the dynamo, to adjust the voltage of the current supplied by the dynamo or generator.