<Desc/Clms Page number 1>
!',Perfectionnements aux dispositifs de réglage électriques "
La présente invention vise des perfectionnements aux dispositifs de réglage electriques et plus particuliè- rement à ceux du type décrit dans le brevet français du même inventeur n 690.758 du 27 Février 1930.
La présente invention vise les applications de tels régulateurs au réglage des dynamos et au contrôle de la charge des batteries des installations d'éclairage et de chauf'fage des trains ou autres installations de ce type,
<Desc/Clms Page number 2>
et plus particulièrement des'installations comprenant une batterie unique. Dans ce but, le régulateur d'après l'inven- tion comprend un moteur électrique dont la vitesse varie en t'onction des variations d'une caractéristique du courant de ladite installation, un régulateur centrifuge actionné par ledit moteur et des dispositifs de contact principaux et auxiliaires actionnés par ledit regulateur et fonctionnant respectivement pour régler la tension ou le courant de 1' installation et pour produire un réglage progressif ou de compensation du moteur.
Le moteur comprend, de préférence, un aimant permanent de champ fournissant une excitation constante en un électro-aimant de champ auxiliaire. Dans ce cas, les organes de contact auxiliaires peuvent servir pour faire varier progressivement la valeur d'une résistan- ce en série avec un enroulement du circuit d'excitation de l'électro-aimant de façon à modifier l'excitation du moteur.
L'électro-aimant de champ du moteur peut exercer sur le moteur une action démagnétisante par rapport à l'ac- tion du champ de l'aimant permanent pour le réglage de.la dynamo ou pour le contrôle de la charge de la batterie.
Toutefois, étant donne qu'on obtient un meilleur réglage dans le cas ou le flux de l'aimant permanent n'est jamais neutralisé en partie et comme, d'autre part, il est indési- rable, au point de vue magnetique, de soumettre l'aimant permanent à un contre-courant ou à une action de démagné- tisation prolongée, l'électro-aimant auxiliaire peut être muni d'un circuit d'excitation polarisant ou agissant d'une
<Desc/Clms Page number 3>
manière constante de façon à exercer une action magnétisante qui n'est jamais complètement neutralisée par aucune tendan- ce démagnétisant.
Sur les dessins annexés, on a représenté, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation d'après l'inven- tion.
La figure 1 est un schéma montrant un régulateur de dynamo d'une installation d'éclairage de trains.
La figure 2 est un schéma semblable montrant une autre forme de régulateur de dynamo.
Les figures 3, 4 et 5 sont, respectivement, une vue en élévation de face partiellement en coupe, une vue en bout et une vue en plan d'un mode de construction du régu- lateur.
Les figures 6 et 7 sont des coupes verticales montrant des détails.
La figure 8 est une vue en plan d'un détail mo- difié, et la figure 9 est un schéma montrant un régulateur de charge de la batterie d'une installation d'éclairage de trains.
La figure 1 montre une installation d'éclairage de trains à batterie unique comprenant essentiellement une dynamo shunt, 1, une batterie 2, une charge, 3, constituée par le circuit d'éclairage, un disjoncteur 4, un commuta- teur double d'éclairage 5, un régulateur de dynamo 6 et un
<Desc/Clms Page number 4>
régulateur du voltage des lampes 7. Le régulateur de dynamo
6 peut être du type de régulateur décrit dans le brevet français du même inventeur ci-dessus mentionné. Toutefois, il est préférable d'utiliser un régulateur de construction modifiée qui sera décrit par la suite.
L'électro-aimant de champ auxiliaire, 8, du moteur du régulateur 6 comporte trois enroulements : un enroulement polarisant, 9, qui exerce une action magnétisante par rapport à l'aimant de champ permanent 8', un enroulement-série démagnétisant 10 et un enroulement-série 11, qui est de préférence un enrou- lement magnétisant. Le régulateur comprend deux résistances,
12 et 13, branchées respectivement de façon à mettre en contact les lames 14 et 15 sur lesquelles se déplace, sous l'action du régulateur centrifuge non représenté sur la figure 1, un contact commun, 16. La résistance 12 est re- liée en série avec les enroulements de champ 17 de la dy- namo, tandis que l'autre, 13, est branchée en parallèle sur la totalité ou sur une partie de l'enroulement 11.
L'enroulement polarisant 8 est branché aux bornes principales de la dynamo 1 par l'intermédiaire de l'enrou- lement 11 et la partie de la résistance 12 qui se trouve en ce moment en circuit. Egalement en série avec l'enrou- lement 9 est placée une résistance de calibrage, 18, qui peut être réglée de façon à faire varier la puissance de 1' excitation polarisante et, par conséquent, les limites de réglage. L'enroulement-série, 10, est un enroulement cons- 'titué par des spires de faible résistance placées dans le
<Desc/Clms Page number 5>
circuit de charge entre la dynamo 1 et le disjoncteur 4.
L'induit, 19, du moteur est relié directement aux bornes de la dynamo 1. Les enrouelements pôlarisant et série, 9 et 10, sont choisis de telle façon que l'effet démagnéti- sant de l'enroulement 10 ne puisse jamais neutraliser 1' effet magnétisant de l'enroulement 9. Les effets combinés des enroulements 9 et 10 agissent sur la vitesse de l'in- duit 19 du moteur en déterminant la position du balai 16 par rapport à la lame de contact 14. L'excitation de la dynamo, dépendant de la position du balai, se trouve ainsi modifiée en fonction des variations de la tension et du courant respectivement dans les enroulements 9'et 10, de telle façon que les caractéristiques de base de la dynamo
1 dépendent des caractéristiques desdits enroulements.
L' enroulement 11 comprenant egalement des spires de faible résistance en série avec les enroulements de cnamp 17 et la résistance variable 12 est branché aux bornes de la . dynamo. La résistance 13 sert à détourner une proportion variable du courant de champ,de l'enroulement 11, qui exer- ce ainsi sur le régulateur 6 une influence variant dans des limites appropriées. En choisissant, de façon appropriée, l'enroulement 11 et la résistance 13, on peut faire varier les caractéristiques de base de la dynamo de façon qu'elles répondent aux conditions particulières choisies. Par exem- ple, il est possible d'obtenir une courbe vitesse-débit à faible pente et en même temps une courbe de charge de
<Desc/Clms Page number 6>
batterie à descente rapide.
Il est évident toutefois qu'on peut obtenir également, si on le désire, une courbe de charge de batterie à faible pente ou même ascendante.
Une installation particulièrement efficace com- prend, en combinaison, 'un régulateur 6, tel que celui qui est représente sur la figure 1, et un régulateur du vol- tage des lampes 7 semblable à celui décrit dans le brevet du même inventeur ci-dessus mentionné. Le régulateur 7 ne comprend que deux enroulements :un enroulement magnétisant série 20, disposé dans le circuit allant du disjoncteur 4 au circuit des lampes 3 en passant par le commutateur d' éclairage 5, et un enroulement démagnétisant 21 brancné aux bornes du circuit de charge.
Lorsque les commutateurs 4 et 5 sont fermes, c'est-à-dire lorsque le circuit de char- ge est alimenté par la dynamo, l'armature 22 du moteur du régulateur 7 est branchée aux bornes de la dynamo 1 par 1' intermédiaire des contacts auxiliaires 4' et 5' desdits commutateurs. Cette installation assure une alimentation satisfaisante des circuits de charge 3, même si le circuit de la batterie vient à être interrompu, la tension étant maintenue dans des limites convenables avec une alimenta- tion raisonnable et le maximum de sécurité.
Dans le cas où la sureté de fonctionnement est subordonnée à l'économie, on peut considérer comme suffi- samment satisfaisantes les conditions de marche dans les- quelles, d'une part, le courant de charge de la batterie
<Desc/Clms Page number 7>
est réglé convenablement lorsque la dynamo n'alimente aucune charge constituée par des lampes et, d'autre part, la ten- sion des lampes est réglée raisonnablement lorsque la dynamo alimente une charge constituée par des lampes, la batterie ne recevant alors aucune charge ou très peu de charge. On obtient un régulateur de ce type si les enroulements 20 et 21 du régulateur de la tension des lampes 7 sont transférés sur le régulateur 6 de la dynamo. Le régulateur composé résultant de cette combinaison est représenté en 6' sur la figure 2.
Un simple contact auxiliaire 104, prévu sur le régulateur et remplaçant le disjoncteur 4, peut être ac- tionné de la manière décrite ci-dessous. Si les enroule- ments 9, 10, 11, 20' et 21' sont choisis d'une façon conve- nable, ce régulateur donne un réglage excellent du type indiqué ci-dessus, c'est-à-dire approximatif.
Sur les figures de 3 à 7, on a représenzé un ré- gulateur conforme à un mode'de construction préf éré. Dans ce mode de construction le régulateur comprend un électro- aimant 8, une bobine 24 pour les enroulements d'excitation et un aimant permanent 8' 'du moteur disposé de la même fa- çon que dans le régulateur de tension des lampes décrit dans le brevet français du mme inventeur ci-dessus mention- né. Toutefois, ce régulateur diffère par d'autres points de celui qu'on vient de mentionner.
Le régulateur à force centrifuge comprend trois poids, 25, articulés par des bielles, 26, à un collier, 27, claveté sur l'arbre,-26, de l'induit et à un collier, 29,
<Desc/Clms Page number 8>
pouvant coulisser sur cet arbre. Un ressort de compression 30 est placé entre les deux colliers 27 et 29, un second ressort, 31, du même type étant disposé entre le collier, 27, et un manchon, 32, formant butée et pouvant coulisser sur l'arbre 28, ce manchon prend appui dans sa position initiale contre un épaulement 28'de l'arbre 28. Le col- lier 29 peut tourner librement dans une bague, 33, laquelle toutefois est obligée de se déplacer axialement avec le collier.
Les branches d'un levier à extrémités fourchues, 34, sont reliées par des bielles, 35, au support d'extré- mité, 36, du moteur et pivotant par rapport à la bague 33.
L'extrémité supérieure du levier, 34, est reliée par une bielle isolante, 37, à une oreille, 38, portée par une barre, 39, pouvant coulisser sur des montants 40 et 40' fixés à une plaque isolante 41. La-barre-coulissante,-39, porte deux porte-balais, 42, munis de balais, 42', appuyés élastiquement contre les faces verticales des lames de contact 14 et 15. Les balais 42' constituent les contacts coulissants 16 des figures 1 et 2. Le conducteur unique, relié à ces deux balais, aboutit à une vis 43 formant borne et traversant une oreille, 44, du montant, 40. Celui-ci est muni également d'un contact: à ressort, 45, appuyé élasti- quement contre la barre 39, au moyen d'un ressort 46 (voir figure 6) de façon à former un bon contact électrique avec cette barre.
Les courants traversant les enroulements de champ et les résistances en dérivation étant très faibles, on
<Desc/Clms Page number 9>
peut utiliser pour les contacts 14 et 15 un mode de cons- truction simple et peu coûteux, chaque lame étant consti- tuée par un certain nombre de fines lamelles annulaires 47 en cuivre munies d'oreilles périphériques 48. Ces lamelles sont assemblées sur un manchon isolant, non représenté, monté sur une tige 49. Entre ces lamelles on interpose de fines lamelles de séparation en mica, 47'. S'il y a une difficulté quelconque pour placer les oreilles 48 et les fils qui les traversent à l'intérieur de l'espace dont on dispose, on peut décaler ces oreilles dans le sens angu- laire les unes par rapport aux autres.
Toutefois, comme on l'a représenté, les oreilles sont disposées, de préfé- rence, en alignement mais sont inclinées de façon à gagner de la place (voir figure 4). Les lamelles 47 sont serrées entre deux blocs d'espacement, 51, qui servent à amener les lames de contact en face des parties actives des ba- lais 42'. Les surfaces de contact planes sur' lesquelles se déplacent les balais 42' sont dressées après l'assem- blage des lamelles et avant la mise en place de la tige 49 dans les montants 50 de la plaque 41. Chaque contact peut être constitué par un certain nombre de lamelles d'épais- seur constante, l'épaisseur totale du contact pouvant être quelconque et dépendant uniquement du nombre de lamelles utilisées.
Les figures de 3 à 7 montrent également la maniè- re dont le disjoncteur habituel peut faire partie du régu- lateur. La tige 39 est munie, sur son extrémité de gauche
<Desc/Clms Page number 10>
(figure 4), d'une pièce transversale 52 sur laquelle sont montés, sur des axes 54, des galets isolants 53. Ces galets roulent sur des surfaces 55 formant cames prévues sur les bras 56 portes par des supports tubulaires 57 (figure '7) pouvant tourner sur des supports, 58, fixés à la plaque de base 41. Chaque bras 56 est sollicité de façon à tourner vers l'intérieur par un ressort en spirale, 59, enroulé autour d'une broche, 60,.fixée dans le support, 58.
L'ex- trémité inférieure de ce ressort est fixée dans le support
58 et son extrémité supérieure agit sur l'organe tubulaire
57. Les tubes 57 portent également des bras, 61, munis de lames de contact, 63. Ces lames sont reliées avec le con- ducteur de débit principal venant de la dynamo, au moyen de bornes 64 et de connexions flexibles 64' . Les cames 55 ont une forme telle qu'à une tension donnée, pour laquelle on désire provoquer la fermeture des contacts et qui cor- respond à une position particulière de la barre 39, les galets 53 permettent aux bras 56 et 61 de tourner vers 1' intérieur de façon à se rapprocher jusqu'à ce que les lames de contact, 63, viennent se toucher.
Afin que les poids 25 du régulateur puissent se déplacer sur une dis- tance convenable pour le réglage de la fermeture des con- tacts, le ressort à compression 30 est seul à tre compri- mé pendant la première course des poids 25. sensiblement au moment de la mise en circuit le collier coulissant 29 vient en contact avec le manchon 32, de telle façon que
<Desc/Clms Page number 11>
lorsque les poids 25 continuent à se déplacer en faisant passer les balais 42' sur les lames de contact. 14 et 15, ce déplacement des poids s'effectue en surmontant la résistance aussi bien du ressort 30 que celle du ressort 31.
La figure 8 montre un autre mode de construction permettant d'obtenir une ferme'cure et une ouverture rapides du circuit. La barre 39 porte un galet 65 en contact avec une came formée sur un bras 66 pivotant en 67 et portant un balai élastique 68 agissant en combinaison avec un contact fixe 69. Un ressort à compression 70 est placé entre une butée pivotante 71 et une autre butée 71' prévue sur une broche de guidage 72 pivotant autour du bras 66. Dans la position d'ouverture du disjoncteur (figure 8), le ressort 70 tend à maintenir le disjoncteur ouvert. Lorsque la barre 39 se déplace vers la droite sur une distance correspondant à l'élévation de la tension pour laquelle on désire effectuer la fermeture du circuit, le galet 65 fait tourner le bras 66 dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le ressort 'TO dépasse son point mort aide rotation, dans sort 70 dépasse son point mort et aide la rotation, dans le sens "-s aiguilles d'une montre,, du bras projetant le sens des aiguilles d'une montre, du bras 66 en, projetant ce'bras dans la position de fermeture avec une impulsion indépendante de la suite du mouvement de la barre 39. L'action contraire se produit lorsque l'on ouvre le disjoncteur par le mouvement opposé de la barre 39. Une butée réglable 73 limite le mouvement de retour du bras 66.
Lorsque le disjoncteur contr8le des circuits additionnels, par exemple les
<Desc/Clms Page number 12>
circuits contrôlés par les contacts 4' et 42 de la figure 1, ces contacts additionnels peuvent être reliés mécanique- ment avec le contact principal (paxemple le contact 68 DE LA FIGURE 8) ou encore peuvent être actionnés séparément en même temps que le contact principal par la barre 39. En outre, on peut prévoir des interrupteurs séparés pour ef- fectuer d'autres opérations telles que le réglage de l'é- clairage aux aurêts, le changement de la batterie dans une installation à deux batteries et ainsi de suite, ces divers interrupteurs étant organisés de façon à être actionnés soi-t par la barre 39, soit par une autre partie quelconque du mécanisme actionné par le régulateur à poids.
La figure 9 montre un régulateur de la charge de la batterie faisant partie d'une installation d'éclairage de Trains et comprenant sensiblement les mêmes dispositions que celles représentées sur la figure 1. En ce qui concerne la construction du moteur et du mécanisme du régulateur à poids, ce régulateur peut être semblable à celui représen- té sur les figures de 3 à 5. Une barre coulissante 73, rem- plaçant la barre 39, agit sur un porte-balais 74 portant deux balais 75 et 75' en contact avec les faces verticales d'une paire de lanes de contact 76 et 77 construites de la même façon que dans le cas des figures de 3 à 5.
Les contacts de la lame 76 sont reliés à une série de points d'une résistance 78 reliée aux enroulements de champ de la dynamo 1, de simples enroulements shunt 79 étant branchés, comme on le voit, entre les balais principal
<Desc/Clms Page number 13>
et auxiliaire de la dynamo. Les contacts de l'autre lame 77 - sont reliés à un nombre égal de points de la résistance 80 reliés à l'enroulement démagnétisant 81 de l'électro-aimant de champ auxiliaire du moteur 82 du régulateur, cet enroule- ment 81 étant relié, par l'intermédiaire de cette résistan- ce, aux bornes des balais principaux de la dynamo.
L'électro- aimant de champ auxiliaire porte également un enroulement- magnétisant 88 branché en permanence aux bornes des balais principaux de la dynamo 1 et calculé de telle façon que l'ef- fet démagnétisant de l'enroulement 81 n'excède jamais son effet magnétisant. L'induit 82 du moteur est branché aux bornes des balais principaux de la dynamo 1 à l'aide d'un contact mobile 84, constitué par un petit relais à solénol- de comprenant un enroulement shunt 85, branché aux bornes des balais principaux, et un enroulement 86, en série avec le conducteur principal allant de la batterie 2 au disque 4.
L'enroulement 85, lorsqu'il est excité, est capable de main- tenir le contact 84 fermé en supposant qu'il n'y ait aucune excitation contraire de l'enroulement 86 par le courant al- lant de la batterie 2 au circuit de charge 3.
Le mode de fonctionnement est le suivant : on sup- posera que la batterie 2 est complètement déchargée et est en train d'être chargée par la dynamo 1. Les balais 75 et 75' se trouvent tout d'abord dans la position de gauche, de telle sorte qu'il n'y a pas de resistance78 en série avec 1' enroulement d'excitation 79, tandis que par contre la résis-
<Desc/Clms Page number 14>
tance entière 80 est en série avec l'enroulement d'excita- tion du moteur 81.
Lorsqu'un certain état de charge de la. batterie est atteint, les tensions de la batterie et de la dynamo s'élèvent à une valeur à laquelle la vitesse accrue du moteur et les mouvement résultant du régulateur à poids font déplacer le balai:-75 vers la droite, de façon qu'une section de la résistance 78 soit mise en série avec l'enrou- lement de champ 79 de la-dynamo. Le débit de la dynamo et le courant de charge sont de la sorte réduits et les ten- sions de la batterie et de la dynamo tombent. Cette chute de tension seule suffirait pour diminuer la vitesse du mo- teur. Toutefois, simultanément avec la mise dans le circuit de champ de la dynamo de la résistance 78, une section de la résistance 80 est enlevée du circuit de l'enroulement 81 de façon à augmenter l'effet démagnétisant.
Par conséquent, la vitesse du moteur a tendance à augmenter. Il en résulte que la vitesse reste sans changement. Lorsque la charge continue, la vitesse du moteur augmente de nouveau lorsque la tension augmente, d'autres fractions des résistances 78 et 80 (six en tout) étant progressivement et respectivement mises en circuit et enlevées du circuit. Etant donné que les balais 75 et 75 avancent, de préférence, par degrés correspondant aux pas des contacts 76 et 77, on peut pré- voir des dispositifs de déclanchement comprenant un doigt à ressort 88 venant en prise avec des dents 89 d'une barre 73 et dont le pas est égal à celui des contacts.
<Desc/Clms Page number 15>
Si, le circuit des lampes étant ouvert, le régu- lateur à agit de façon à mettre toute la résistance 78 dans le circuit de champ de/la dynamo, le débit de la dynamo peut devenir insuffisant pour alimenter la charge lorsque celle-ci sera mise en circuit. Le relais 84-86 empêche la batterie 2 de débiter. En effet, si un courant arrive en sens inverse partant de la batterie 2, l'action démagnéti- sanie de l'enroulement 86 obligera le contact 84 du relais à couper le circuit de l'induit 82 du moteur de façon à ramener le régulateur vers ou dans sa position initiale.
Le courant voulu sera alors fourni'immédiatement par la dynamo dont le débit augmente en conséquence, le contact 84 étant fermé et le régulateur se mettant automatiquement dans une position nouvelie qui tient compte de la valeur de la charge ,5 mise en circuit. Toutefois, en même temps, la charge de la batterie sera encore limitée par l'adtion du régulateur dans le cas où la tension de la batterie aurait tendance à croître.
Au lieu d'utiliser, comme il est d'ailleurs pré- férabie de le faire, le relais 84-86, on peut s'arranger pour que 1'électro-aimant auxiliaire du moteur du régula- teur porte un enroulement supplémentaire, magnétisant, en série avec le circuit-de charge 3. Une augmentation du courant de charge dans cet enroulement aurait tendance à réduire la vitesse du moteur 82 en augmentant de la sorte l'excitation dà la dynamo et le débit. Cette augmentation
<Desc/Clms Page number 16>
peut être telle qu'elle empêche la mise en circuit de la charge 3 pouvant s'opposer à la cnarge de la batterie 2.
On peut également, au lieu de mettre hors circuit de l'en- roulement démagnétisant 81 la résistance 80, insérer une résistance dans le circuit de l'enroulement magnétisant, l'opération étant d'ailleurs identique.
<Desc / Clms Page number 1>
! ', Improvements to electrical adjustment devices "
The present invention is aimed at improvements to electrical adjustment devices and more particularly to those of the type described in the French patent of the same inventor no 690.758 of February 27, 1930.
The present invention is aimed at the applications of such regulators to the adjustment of dynamos and to the control of the battery charge of lighting and heating installations for trains or other installations of this type,
<Desc / Clms Page number 2>
and more particularly installations comprising a single battery. To this end, the regulator according to the invention comprises an electric motor, the speed of which varies as a function of variations in a characteristic of the current of said installation, a centrifugal regulator actuated by said motor and contact devices. main and auxiliary actuated by said regulator and functioning respectively to regulate the voltage or the current of the installation and to produce a progressive adjustment or compensation of the motor.
The motor preferably comprises a permanent field magnet providing constant excitation to an auxiliary field electromagnet. In this case, the auxiliary contact members can be used to gradually vary the value of a resistance in series with a winding of the excitation circuit of the electromagnet so as to modify the excitation of the motor.
The motor field electromagnet can exert a demagnetizing action on the motor with respect to the field action of the permanent magnet for dynamo adjustment or for checking the battery charge.
However, since a better control is obtained in the case where the flux of the permanent magnet is never partially neutralized and, on the other hand, it is undesirable, from the magnetic point of view, to subjecting the permanent magnet to a countercurrent or to a prolonged demagnetization action, the auxiliary electromagnet may be provided with an excitation circuit polarizing or acting with a
<Desc / Clms Page number 3>
constantly so as to exert a magnetizing action which is never completely neutralized by any demagnetizing tendency.
In the accompanying drawings, several embodiments according to the invention have been shown by way of example.
Figure 1 is a diagram showing a dynamo regulator of a train lighting installation.
Figure 2 is a similar diagram showing another form of dynamo regulator.
Figures 3, 4 and 5 are, respectively, a front elevational view partially in section, an end view and a plan view of one embodiment of the regulator.
Figures 6 and 7 are vertical sections showing details.
Figure 8 is a plan view of a modified detail, and Figure 9 is a diagram showing a battery charge controller of a train lighting installation.
FIG. 1 shows a single battery train lighting installation essentially comprising a shunt dynamo, 1, a battery 2, a load, 3, consisting of the lighting circuit, a circuit breaker 4, a double switch. lighting 5, a dynamo regulator 6 and a
<Desc / Clms Page number 4>
voltage regulator of the lamps 7. The dynamo regulator
6 may be of the type of regulator described in the French patent of the same inventor mentioned above. However, it is preferable to use a regulator of modified construction which will be described later.
The auxiliary field electromagnet, 8, of the regulator motor 6 has three windings: a polarizing winding, 9, which exerts a magnetizing action with respect to the permanent field magnet 8 ', a demagnetizing series winding 10 and a series winding 11, which is preferably a magnetizing winding. The regulator includes two resistors,
12 and 13, respectively connected so as to bring the blades 14 and 15 into contact on which moves, under the action of the centrifugal regulator not shown in FIG. 1, a common contact, 16. The resistor 12 is connected in series with the field windings 17 of the dynamo, while the other, 13, is connected in parallel on all or part of the winding 11.
The polarizing winding 8 is connected to the main terminals of the dynamo 1 through the intermediary of the winding 11 and the part of the resistor 12 which is currently in circuit. Also in series with winding 9 is placed a calibration resistor, 18, which can be adjusted to vary the power of the polarizing excitation and hence the limits of adjustment. The series winding, 10, is a winding constituted by turns of low resistance placed in the
<Desc / Clms Page number 5>
load circuit between dynamo 1 and circuit breaker 4.
The armature, 19, of the motor is connected directly to the terminals of the dynamo 1. The polarizing and series windings, 9 and 10, are chosen in such a way that the demagnetizing effect of the winding 10 can never neutralize 1 magnetizing effect of the winding 9. The combined effects of the windings 9 and 10 act on the speed of the induction 19 of the motor by determining the position of the brush 16 with respect to the contact blade 14. The excitation of the dynamo, depending on the position of the brush, is thus modified as a function of the variations of the voltage and the current respectively in the windings 9 ′ and 10, so that the basic characteristics of the dynamo
1 depend on the characteristics of said windings.
The winding 11 also comprising turns of low resistance in series with the windings of cnamp 17 and the variable resistor 12 is connected to the terminals of the. dynamo. Resistor 13 serves to divert a varying proportion of the field current from winding 11, which thereby exerts on regulator 6 a varying influence within suitable limits. By appropriately choosing the winding 11 and the resistor 13, the basic characteristics of the dynamo can be varied so that they meet the particular conditions chosen. For example, it is possible to obtain a low slope speed-flow curve and at the same time a load curve of
<Desc / Clms Page number 6>
rapid drop battery.
It is obvious, however, that it is also possible to obtain, if desired, a low slope or even rising battery charge curve.
A particularly efficient installation comprises, in combination, a regulator 6, such as that shown in FIG. 1, and a voltage regulator for the lamps 7 similar to that described in the patent of the same inventor above. mentionned. The regulator 7 comprises only two windings: a magnetizing winding series 20, arranged in the circuit going from the circuit breaker 4 to the circuit of the lamps 3 passing through the lighting switch 5, and a demagnetizing winding 21 connected to the terminals of the load circuit .
When switches 4 and 5 are closed, that is to say when the load circuit is supplied by the dynamo, the armature 22 of the motor of the regulator 7 is connected to the terminals of the dynamo 1 through the intermediary. auxiliary contacts 4 'and 5' of said switches. This installation ensures a satisfactory supply of the charging circuits 3, even if the battery circuit is interrupted, the voltage being kept within suitable limits with a reasonable supply and maximum safety.
In the event that operational safety is subordinate to economy, the operating conditions under which, on the one hand, the charging current of the battery can be considered as sufficiently satisfactory.
<Desc / Clms Page number 7>
is properly adjusted when the dynamo is not supplying any load consisting of lamps and, on the other hand, the voltage of the lamps is adjusted reasonably when the dynamo is supplying a load consisting of lamps, the battery then receiving no load or very little load. A regulator of this type is obtained if the windings 20 and 21 of the voltage regulator of the lamps 7 are transferred to the regulator 6 of the dynamo. The compound regulator resulting from this combination is shown at 6 'in Figure 2.
A simple auxiliary contact 104, provided on the regulator and replacing the circuit breaker 4, can be actuated in the manner described below. If the windings 9, 10, 11, 20 'and 21' are suitably chosen, this regulator will give an excellent setting of the type indicated above, ie rough.
In Figures 3 to 7, a regulator according to a preferred embodiment has been shown. In this mode of construction, the regulator comprises an electromagnet 8, a coil 24 for the excitation windings and a permanent magnet 8 '' of the motor arranged in the same way as in the voltage regulator of the lamps described in French patent of the same inventor mentioned above. However, this regulator differs in other points from the one just mentioned.
The centrifugal force regulator comprises three weights, 25, articulated by connecting rods, 26, to a collar, 27, keyed to the shaft, -26, of the armature and to a collar, 29,
<Desc / Clms Page number 8>
which can slide on this shaft. A compression spring 30 is placed between the two collars 27 and 29, a second spring, 31, of the same type being arranged between the collar, 27, and a sleeve, 32, forming a stop and being able to slide on the shaft 28, this sleeve rests in its initial position against a shoulder 28 'of shaft 28. Collar 29 can rotate freely in a ring 33, which, however, is obliged to move axially with the collar.
The branches of a lever with forked ends, 34, are connected by connecting rods, 35, to the end support, 36, of the motor and pivot relative to the ring 33.
The upper end of the lever, 34, is connected by an insulating rod, 37, to an ear, 38, carried by a bar, 39, which can slide on uprights 40 and 40 'fixed to an insulating plate 41. The bar -sliding, -39, carries two brush holders, 42, provided with brushes, 42 ', resiliently pressed against the vertical faces of the contact blades 14 and 15. The brushes 42' constitute the sliding contacts 16 of Figures 1 and 2. The single conductor, connected to these two brushes, ends in a screw 43 forming a terminal and passing through an ear, 44, of the upright, 40. This is also provided with a contact: spring-loaded, 45, resiliently pressed against bar 39, by means of a spring 46 (see FIG. 6) so as to form good electrical contact with this bar.
The currents flowing through the field windings and the shunt resistances being very low, we
<Desc / Clms Page number 9>
can use for the contacts 14 and 15 a simple and inexpensive method of construction, each blade being constituted by a certain number of thin annular copper lamellae 47 provided with peripheral ears 48. These lamellae are assembled on a sleeve insulator, not shown, mounted on a rod 49. Between these strips are interposed thin mica separation strips, 47 '. If there is any difficulty in placing the ears 48 and the wires passing through them within the space available, these ears can be offset angularly with respect to one another.
However, as shown, the ears are preferably arranged in alignment but are inclined so as to save space (see Figure 4). The strips 47 are clamped between two spacer blocks, 51, which serve to bring the contact blades in front of the active parts of the strips 42 '. The planar contact surfaces on which the brushes 42 move are erected after the assembly of the blades and before the installation of the rod 49 in the uprights 50 of the plate 41. Each contact can be constituted by a a certain number of strips of constant thickness, the total thickness of the contact possibly being any and depending only on the number of strips used.
Figures 3 to 7 also show how the usual circuit breaker can be part of the regulator. The rod 39 is provided, on its left end
<Desc / Clms Page number 10>
(Figure 4), of a transverse piece 52 on which are mounted, on axes 54, insulating rollers 53. These rollers roll on surfaces 55 forming cams provided on the arms 56 doors by tubular supports 57 (figure '7 ) rotatable on supports, 58, attached to the base plate 41. Each arm 56 is biased to rotate inwardly by a spiral spring, 59, wound around a pin, 60,. the support, 58.
The lower end of this spring is fixed in the support
58 and its upper end acts on the tubular member
57. The tubes 57 also carry arms, 61, provided with contact blades, 63. These blades are connected with the main flow conductor coming from the dynamo, by means of terminals 64 and flexible connections 64 '. The cams 55 have a shape such that at a given voltage, for which it is desired to cause the closing of the contacts and which corresponds to a particular position of the bar 39, the rollers 53 allow the arms 56 and 61 to turn towards 1. 'interior so as to approach until the contact blades, 63, come into contact.
In order that the weights 25 of the regulator can move a distance suitable for adjusting the closing of the contacts, only the compression spring 30 is compressed during the first stroke of the weights 25 at substantially the same time. when switching on, the sliding collar 29 comes into contact with the sleeve 32, so that
<Desc / Clms Page number 11>
when the weights 25 continue to move by passing the brushes 42 'over the contact blades. 14 and 15, this displacement of the weights is effected by overcoming the resistance of both spring 30 and that of spring 31.
FIG. 8 shows another mode of construction making it possible to obtain a rapid closing and opening of the circuit. The bar 39 carries a roller 65 in contact with a cam formed on an arm 66 pivoting at 67 and carrying an elastic brush 68 acting in combination with a fixed contact 69. A compression spring 70 is placed between a pivoting stop 71 and another. stop 71 ′ provided on a guide pin 72 pivoting around arm 66. In the open position of the circuit breaker (FIG. 8), the spring 70 tends to keep the circuit breaker open. When the bar 39 moves to the right over a distance corresponding to the rise in voltage for which it is desired to effect the closing of the circuit, the roller 65 rotates the arm 66 in the direction of clockwise.
The spring 'TO exceeds its neutral point to aid rotation, in output 70 exceeds its neutral point and aids the rotation, in a clockwise direction, of the arm projecting clockwise, of the arm 66 by throwing this arm into the closed position with an impulse independent of the rest of the movement of the bar 39. The opposite action occurs when the circuit breaker is opened by the opposite movement of the bar 39. A stopper adjustable 73 limits the return movement of arm 66.
When the circuit breaker controls additional circuits, for example
<Desc / Clms Page number 12>
circuits controlled by contacts 4 'and 42 in figure 1, these additional contacts can be linked mechanically with the main contact (eg contact 68 OF FIGURE 8) or can be actuated separately at the same time as the main contact by bar 39. In addition, separate switches can be provided for carrying out other operations such as adjusting the lighting at the stops, changing the battery in a two-battery installation and so on. , these various switches being organized so as to be actuated itself by bar 39, or by any other part of the mechanism actuated by the weight regulator.
Figure 9 shows a battery charge regulator forming part of a Trains lighting installation and comprising substantially the same arrangements as those shown in figure 1. With regard to the construction of the motor and the regulator mechanism by weight, this regulator may be similar to that shown in Figures 3 to 5. A sliding bar 73, replacing bar 39, acts on a brush holder 74 carrying two brushes 75 and 75 'in contact with the vertical faces of a pair of contact lanes 76 and 77 constructed in the same way as in the case of figures 3 to 5.
The contacts of the blade 76 are connected to a series of points of a resistor 78 connected to the field windings of the dynamo 1, simple shunt windings 79 being connected, as seen, between the main brushes.
<Desc / Clms Page number 13>
and auxiliary of the dynamo. The contacts of the other blade 77 - are connected to an equal number of points of resistor 80 connected to the demagnetizing winding 81 of the auxiliary field electromagnet of the regulator motor 82, this winding 81 being connected. , by means of this resistor, to the terminals of the main brushes of the dynamo.
The auxiliary field electromagnet also carries a magnetizing winding 88 permanently connected to the terminals of the main brushes of dynamo 1 and calculated in such a way that the demagnetizing effect of the winding 81 never exceeds its effect. magnetizing. The armature 82 of the motor is connected to the terminals of the main brushes of the dynamo 1 by means of a movable contact 84, consisting of a small solenoid relay comprising a shunt winding 85, connected to the terminals of the main brushes, and a winding 86, in series with the main conductor going from battery 2 to disk 4.
Winding 85, when energized, is able to hold contact 84 closed assuming that there is no contrary energization of winding 86 by current flowing from battery 2 to circuit. charging 3.
The operating mode is as follows: it will be assumed that battery 2 is completely discharged and is being charged by dynamo 1. Brushes 75 and 75 'are first of all in the left position, so that there is no resistor 78 in series with the excitation winding 79, while on the other hand the resistor
<Desc / Clms Page number 14>
The entire force 80 is in series with the excitation winding of the motor 81.
When a certain state of charge of the. battery is reached, the voltages of the battery and of the dynamo rise to a value at which the increased speed of the motor and the resulting movements of the weight regulator cause the brush to move: -75 to the right, so that a section of resistor 78 is put in series with the field winding 79 of the dynamo. As a result, the dynamo output and the charging current are reduced and the voltages of the battery and the dynamo drop. This voltage drop alone would be sufficient to reduce the speed of the motor. However, simultaneously with the energization of the resistor 78 being placed in the field circuit, a section of the resistor 80 is removed from the circuit of the winding 81 so as to increase the demagnetizing effect.
Therefore, the engine speed tends to increase. As a result, the speed remains unchanged. As the load continues, the motor speed increases again as the voltage increases, with further fractions of resistors 78 and 80 (six in all) being gradually and respectively turned on and removed from the circuit. Since the brushes 75 and 75 preferably advance in degrees corresponding to the pitches of the contacts 76 and 77, release devices can be provided comprising a spring finger 88 engaging teeth 89 of a bar. 73 and whose pitch is equal to that of the contacts.
<Desc / Clms Page number 15>
If, with the lamp circuit open, the regulator acts to put all of the resistor 78 in the dynamo field circuit, the dynamo output may become insufficient to supply the load when the load is on. switching on. Relay 84-86 prevents battery 2 from charging. Indeed, if a current arrives in the opposite direction from the battery 2, the demagnetic action of the winding 86 will force the contact 84 of the relay to cut the circuit of the armature 82 of the motor so as to return the regulator. towards or in its initial position.
The desired current will then be supplied immediately by the dynamo, the output of which increases accordingly, the contact 84 being closed and the regulator automatically putting itself in a new position which takes account of the value of the load, switched on. However, at the same time, the battery charge will still be limited by the regulator's addition in the event that the battery voltage tends to increase.
Instead of using, as it is moreover preferable to do, relay 84-86, it is possible to arrange for the auxiliary electromagnet of the regulator motor to carry an additional winding, magnetizing. , in series with load circuit 3. An increase in load current in this winding would tend to reduce the speed of motor 82 thereby increasing the dynamo excitation and flow rate. This augmentation
<Desc / Clms Page number 16>
may be such that it prevents the switching on of load 3 which may oppose charging of battery 2.
It is also possible, instead of switching off the demagnetizing winding 81 to the resistor 80, inserting a resistor into the circuit of the magnetizing winding, the operation being moreover identical.