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"ACCOUPLEMENT ELECTROMAGNETIQUE A CHANGEMENT DE VITESSE AUTOMATIQUE ."
Le présent brevet a pour objet un accouplement électromagné- tique à changement de vitesse automatique permettant à l'arbre moteur de tourner à unevitesse plus grande pour une même vitesse de l'arbre conduit lorsque le couple résistant vient à augmenter ou, au contraire, de permettre un ralentissement de l'arbre conduit pour une même vitesse de l'arbre moteur dans les mêmes circonstances. Il s'applique à tous les cas où des variations du couple résistant doivent se compenser par une différence de vitesse entre l'arbre moteur et l'arbre conduit afin d'éviter de demander à l'arbre moteur une puissance exagérée.
Ce sera notamment le cas pour de grosses machines-outils et pour les automobiles. Afin de faciliter la comprénension de l'exposé ci-dessus on envisagera son application dans les détails ci-dessous à une voiture automobile.
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L' accouplement envisagé comporte un moteur électrique du type asynchrone triphasé à cage d' écureuil qui faut tourner l'arbre conduit ( le cardan dans le cas d'application à une voiture automobile ) auquel il est directement relié et un alternateur triphasé dont l'inducteur est relié à l'arbre moteur ( du moteur de la voiture automobile ) qui l' entraine et reçoit son excitation soit d'une dymamo spéciale actionnée par l'arbre moteur, soit de la dynamo de la voiture, soit de l'alternateur lui-même après redressement dans des redresseurs du genre de ceux employés pour l'alimentation des postes de T.S.F.
L'induit de l'alternateur qui est mobile autour de son axe est entrainé par le moteur électrique dont il est question ci-dessus en sens inverse de la rotation de l'inducteur de sorte que toute augmentation de vitesse du moteur asynchrone entraine une augmentation de la fréquence du courant triphasé fourni par l'alternateur au moteur asynchrone et par suite, une nouvelle augmentation de la vitesse de celui-ci, et ainsi de suite jusqu' à ce que le moteur de la voiture ait atteint la puissance maximum qu'il peut donner pour la position de lapédale d'accélération à ce moment-là.
Alors, l'inducteur de l'alternateur ralentira à la tentative d'accélération du moteur triphasé ; la fréquence cessera d'augmenter et tendra plutôt à diminuer maintenant la vitesse du moteur de la voiture et celle du moteur électrique à une valeur d'équilibre entre le couple moteur et le couple ré- sistant. De même, lorsque le couple résistant augmente, tendant à ralentir le moteur triphasé, la vitesse relative de 11 inducteur et de l'induit de l'alternateur diminue et la fréquence est rédui- te diminuant encore la vitesse du moteur asynchrone qui diminue la fréquence et ainsi de suite jusqu' à une position d'équilibre entre le couple moteur et le couple résistant.
En résumé, l'équilibre entre les couples s'établira auto- matiquement pour toutes les positions de lapédale d'accélération et toutes les circonstances de la route.
Afin de faire mieux ressortir l'exposé ci-dessus, les dessins
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annexés représentent :
La fig.I une coupe schématique de l'ensemble alternateur moteur asynchrone avec les accessoires et notamment l'inverseur qui permet la marche arrière, le rhéostat lié à la pédale d'ac- célé ration et qui permet de couper le courant d'excitation de l'alternateur après l'avoir réduit pour en diminuer les effets, le verrouillage mécanique qui empêche de manoeuvrer l'inverseur quand la pédale n'est pas au zéro et le redresseur d'excitation avec la batterie tampon.
@a fig.2 la vue de l'inverseur dans la position neutre.
La fig.3 la vue de l'inverseur dans Imposition de la marche arrière.
En se reportant aux fig ci-dessus 1 représente le moteur asynchrone triphas é à cage d'écureuil dont l'arbre 2 dépasse de chaque côté attaquant d'une part le cardan 3 et , d' autre part, par le plateau 4 l'induit de l'alternateur 5 dont l'inducteur 6 tourne en sens inverse de l'induit sous l'action du moteur à essence dont le volant seul est figuré en 7 .
Deux bagues'8 permettent aux balais 9 d' envoyer deux des troi phases de l'alternateur 5 au moteur 1 en passant par l'inverseur 10 qui permet d'intervertir les deux phases et par suite de changer le sens de marche du moteur asynchrone 1. La troisième phase pourra être transmise par une troisième bague ( non figu- rée) ou, ce que l'on a supposé sur le dessin, par la masse de l'ensemble.
Une dérivation est:prise aux balais 9 pour alimenter les re- dresseurs ( du genre cuproxyde ou autre) II quionnent du courant redressé entre leur sortie et la masse ( si la troisième phase y est reliée) ou le neutre de l'alternateur bobiné en étoile si la troisième phase n'est pas à la maàse ( dans ce dernier cas, il faudra un troisième redresseur sur cette pnase ).
La sortie des redresseurs est reliée d'une part à un rhéos- tat 12 d.ont la sortie est reliéepar un balai 13 et une bague 14 à l'inducteur de l'alternateur dont l'autre extrémité est à la
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masse, et d'autre part au pôle positif de la batterie 15 qui sert à l'éclairage et au démarrage et dont le négatif est aussi à la masse. De cette façon , la batterie est en parallèle avec l'inducteur et sert de tampon au redresseur en même temps qu'elle assure l'excitation de l'alternateur .:2. au démarrage. Un interrupteur de sécurité non figuré peut être intercalé entre le rhéostat 12 et le balai 13 permettant d'accélérer le moteur à essence sans exciter l'alternateur 5.
Un verrouillage mécanique 16 vient intercaler sur le tra- jet de la manette de l'inverseur 10 une pièce qui l'empêche de passer de la marche avant à la marche arrière à moins que la pédale d'accélération 19 ne soit à zéro ayant ainsi coupé le cou- rant d'excitation de l' alternateur.
± et 18 représentent les mises à la masse respectives de l'inducteur et de l' induit.
Le fonctionnement se comprend aisément comme suit :
I.- Mise en marche et accélération.- Le moteur à essence est mis en marche avec le commutateur inverseur 10 dans la po- sition neutre qui n'admet pas le courant de l'alternateur au moteur asynchrone. L'excitation est assurée par la batterie et l'alternateur atteint une certaine vitesse.
On pousse le commutateur 10, dans la position " marche avant" figurée dans l'ensemble fig.I et l'on ferme l'interrupteur de ' sécurité s'il y en a un, nonfiguré à la fig.I.
Le courant triphasé produit par l'alternateur 5. va au moteur asynchrone 1 qui démarre d'autant plus doucement qu'on aura agit plus délicatement sur la pédale d'accélération 19, qui, au début de sa course réduit le courant d'excitation à l'aide du rhéostat 12 et par suite ne permet à l'alternateur de donner qu'une partie de sa tension.
Au fur et à mesure que le moteur asynchrone accélére, la voiture avance de plus en plus vite et l'induit de l'alternateur 5 tourne en sens inverse de celui da l'inducteur 6 augmentait la fréquence des courants fournis au moteur asynchrone et par consé-
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quent augmentant encore savitesse jusqu'à ce que, le moteur de l'automobile atteignant la puissance maximum que lui permet la position de lapédale d'accélération 19, il s'établis- se une sorte d'équilibre entre le couple moteur et le couple résistant qui ne sera rompu que si l'on agit sur l'apcélérateur 19 ou si la résistance à l'avancement de la voiture vient à varier,
soit en diminuant c'est-à-dire en permettant à lavoiture d'accélérer jusqu'à la nouvelle position d'équilibre soit en augmentant c'est-à-dire en ralentissant la voiture amenant une nosition d'équilibre à une vitesse moindre à moins qu'on ne modifie le système en agissant sur la pédale 19.
II Marche arrière. Pour effectuer la marche arrière, il suffit, après avoir lâché l'accélérateur de mettre l'inverseur dans la position de la fig.3 qui inverse deux phases du moteur asynchrone 1 et le fait donc tourner en sens\inverse du précédent. Il est à remarquer que, dans cette position, l'in- duit de l'alternateur 5 est entrainé dans le même sens que l'inducteur 6 et diminue la fréquence, donc la vitesse du moteur asynchrone. Il en résulte que la marche arrière sera très lente ce qui est désirable et nécessaire.
III Arrêt.- Pour arrêter la voiture, il suffit de lâcher la pédale de l'accélérateur 19 ce qui réduit, puis coupe le courant d'excitation et supprime de ce fait même tout travail du moteur asynchrone. On -courra donc freiner utilement, voir fig.2 la position de l'inverseur 10 au point mort pour mettre la voiture au repos.
On pourra même freiner à contre-courant en mettant l'inver- seur 10 dans la position de marche arrière (fig.3) et en appuyant légèrement sur l'accélérateur pour mettre l'excitation sur l'alternateur.
Il est à remarquer que ce système donne en même temps la roue libre car si la voiture est lancée ou entrainée au point que le moteur asynchrone dépasse la vitesse de son champ tournant ou même si on lâche l'accélérateur sans freiner, il n'existe aucune liaison entre le moteur asynchrone et l'axe de l'alter-
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nateur qui est aussi celui du moteur à essence. La voiture continuera donc à rouler en roue libre.
IV. Remplacement de la dynamo.- Entre les balais 9 et le commutateur inverseur 10 ,une prise de courant est faite pour alimenter les redresseurs 11 dont le courant redressé est utili- sé pour l'excitation de l'alternateur.Ce courant redressé est pris entre la sortie des redresseurs et la masse et la batterie d'éclairage et de démarrage est en parallèle sur ce circuit et agit donc " en tampon " ce qui :
1 ) Permet d'utiliser la batterie pour l'excitation initiale c'est-à-dire pour produire le courant qui, redressé permettra ensuite l'auto-excitation.
2 ) Régularisa le courant redressé qui sans cela serait trop ondulé.La. self-induction de l'enroulement d'excitation aide aussi à cette régularisation.
'3 ) maintient la batterie chargée, permettant de supprimer la dynamo d'éclairage etson conjoncteur-disjoncteur cause de tant d'ennuis. En effet les redresseurs n'étant pas réversi- bles, il n'est pas nécessaire de prévoir le cas où la batterie débiterait dans l'induit de l'alternateur car ceci est impossible.
Il va de soi que l'objet de l'invention se -crête à de nombreuses variantes d'exécution ou modalités constructives des organes ou dispositifs constituant les accessoires dont il est fait mention dans la partie descriptive ci-dessus , notamment, l'inverseur 10 peut être placé ailleurs que dans le carter qui renferme l'alternateur et le moteur.
L'accouplement électromagnétique à changement de vitesse automatique envisagé peut naturellement se construire en toutes dimensions et comporter les variantes d'exécution en rapport avec sa destination, notamment pour d'autres usages que l'auto, le rhéostat. 12 sera à manette et la vitesse de l'inducteur pourra être invariable.