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"DISPOSITIF POUR LE REGLAGE AUTOMATIQUE DES MACHINES DYNAMO- ELECTRIQUES"
Pour le réglage automatique de la tension, de l'in- tensité ou de la puissance d'une dynamo à excitation sépa- rée, on emploie très généralement des régulateurs à action ra- pide. Comme la puissance de réglage de tels appareils est limitée par leur construction, au lieu de placer l'excitation de la dynamo sous la dépendance directe du régulateur à ac- tion rapide, on amène généralement ce dernier à agir sur le champ d'une machine excitatrice complémentaire. Mais il arrive, par exemple dans le cas de véhicules Diesel-électriques, que la présence d'une machine excitatrice complémentaire n'est pas désirable à cause de son encombrement et de son poids.
On
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connaît des dispositifs dans lesquels, grâce à la combinaison d'un réglage grossier et d'un réglage fin, la puissance de ré- glage limitée d'un régulateur à action rapide suffit encore pour assurer le réglage automatique direct d'une dynamodont l'exci- tation absorbe une puissance relativement grande. Mais ils impliquent l'emploi d'organes de réglage complémentaires tels que survolteurs, résistances de réglage, contacteurs, qui en- trent en action en même temps que le régulateur et qui ne sont pas désirables à cause de leur encombrement et de la complica- tion qu'ils apportent à l'installation.
Avant d'examiner les caractéristiques représentées aux Fig. 1 et 2 et qui expliquent l'action du montage suivant l'invention, on va d'abord indiquer l'agencement général des machines et appareils en se référant à la Fig. 3 du dessin annexé.
Une dynamo à excitation séparée 1 alimente le ré- seau 3. Son enroulement de champ 2 reçoit de la tension à par- tir de l'excitation fondamentale 4 par l'intermédiaire d'un régulateur de puissance 5 dont la bobine de tension 9 est ali- mentée àpartir du réseau par l'intermédiaire du limiteur d'intensité 6, et dont la bobine d'intensité 10 reçoit de la tension du shunt 11. L'excitation séparée de la dynamo 1 peut être influencée par un enroulement de contre-compoundage 8, ou par une excitation propre 12, ou par les deux.
Si la tension diminue dans le réseau 3 par suite de variations de charge, il s'ensuit une élévation correspondante de l'intensité fournie par la dynamo 1, et cela sous l'ac- tion du régulateur 5 tendant à maintenir la puissance constante.
Lorsque l'intensité maximum pour laquelle le limiteur d'inten- sité 6 réagit est atteinte, le régulateur 5 agit de manière à maintenir l'intensité constante. Suivant la disposition choi-
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sie pour l'excitation de la dynamo 1, on peut se dispenser d'em- ployer le limiteur d'intensité 6.
L'objet de l'invention est un dispositif pour le réglage automatique direct d'une dynamo à excitation séparée au moyen d'un régulateur placé dans le circuit de l'enroulement de champ et calculé seulement pour une fraction de la puissan- ce d'excitation de la dynamo. L'invention consiste à renforcer l'action du régulateur par une excitation propre de la dynamo.
On augmente ainsi considérablement le domaine d'utilisation des régulateurs à action rapide agissant directement. On indi- quera par la suite quelques moyens propres à augmenter l'effet de réglage du régulateur et qui permettent, au moyen d'un ré- gulateur à puissance de réglage relativement faible, de régler des puissances d'excitation bien plus élevées.
A la Fig. 1, dont les ordonnées représentent la tension aux bornes et les abscisses l'intensité d'excitation, désigne la courbe de tension en marche à vide de la dynamo, g sa courbe de charge (tension aux bornes sous charge) dans le cas où la machine est munie d'un limiteur de puissance et d'un limiteur d'intensité. Le régulateur de puissance agit de manière à. maintenir la puissance constante depuis la valeur maximum de la tension 1 jusqu'au point A de la courbe de charge g, à partir d'où et au-dessous duquel le limiteur d'intensité maintient l'intensité à une valeur maximum constante.
On voit, d'après la Fig. 1, qu'il faudrait que le régulateur.de puissan- ce fût calculé pour la zone de réglage a si, suivant l'inven- tion, on n'obtenait pas le même effet de réglage au moyen d'un régulateur ayant une puissance de réglage plus f aible. Or, si l'on munit la dynamo, par exemple, d'un enroulement de contre- compoundage, dont l'action à tension maximum équivaut à une intensité d'excitation a, et si l'on règle l'excitation sépa
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rée de la dynamo suivant la courbe k, on obtient la courbe de charge g désirée. La zone de réglage de l'excitation séparée se trouve de ce fait, grâce à l'enroulement de contre-compoun- daget abaissée de la valeur a à la valeur b.
Cet enroulement de contre-compoundage a d'autre part l'avantage qu'il limite l'intensité vers le haut et qu'il rend ainsi inutile un limiteur d'intensité. On se rend compte de cet effet par la Fig. 2. La caractéristique de charge m montre la variation de la tension aux bornes fonction du courant débité lorsqu'une excitation séparée est seule prévue et qu'elle demeure à sa valeur maxi- mum; n désigne la courbe de tension désirée en fonction du courant débité lorsque la dynamo est munie d'un régulateur de puissance constante ; o, est la courbe de tension de la dyna- mo dans le cas où celle-ci est munie de l'enroulement de con- tre-compoundage en question et fonctionne sans régulateur.
On voit d'après la courbe o que l'intensité est limitée par l'ac- tion de l'enroulement de contre-compoundage, de façon telle qu'un limiteur d'intensité devient inutile.
Un autre moyen d'augmenter l'effet de réglage du ré- gulateur duissance consiste à munir la dynamo à excitation séparée d'une auto-excitation complémentaire. Par exemple,avec une intensité ipour l'excitation séparée et une intensité h pour l'auto-excitation (Fig. 1) on obtiendrait également la pleine tension aux bornes 1. La puissance de réglage de l'exci- tation séparée nécessaire pour assurer le réglage à puissance constante ne correspondrait alors plus qu'à l'intensité d'ex- citation c, qui est déterminée par la distance horizontale maximum entre r. et la courbe g.
Dans le cas de ce genre d' ex- citation, un limiteur d'intensité serait indispensable, comme on le voit d'après la caractéristique de la machine, la courbe
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de la Fig. 2. Par contre,en munissant en outre la dynamo d'une faible excitation contre-compound correspondant à l'intensité d'excitation pour la tension aux bornes 1 (voir la courbe S de la Fig. 1), on pourrait non seulement abaisser encore un peu la zone de réglage du régulateur de puissance, savoir de la valeur d indiquée à la Fig. 1, mais aussi obtenir une li- mitation de l'intensité, et cela suivant la caractéristique q de la Fig. 2.
Au lieu de prévoir un enroulement spécial pour l'ef- èt de contre-compoundage, il est possible en bien des cas d'employer à sa place l'enroulement de démarrage au moyen de prises, ou en le couplant en parallèle avec un shunt.
Un autre moyen d'augmenter l'effet de réglage con- siste à diminuer légèrement la saturation de la dynamo, ce qui exerce aussi une influence favorable sur la limitation de l'intensité.
Dans le cas de véhicules Diesel-électriques, il peut y avoir intérêt, afin de créer des conditions favorables pour le moteur Diesel, d'adjoindre au réglage de la puissance de la dynamo, un réglage de la vitesse de régime du moteur Diesel de commande.
Le dispositif suivant l'invention peut aussi s'me- ployer pour le réglage à intensité constante, à tension cons- tante, ou généralement là où il importe d'obtenir des zones de réglage réduites en ce qui concerne le régulateur à action rapide pour des zones de réglage considérables en ce'qui con- cerne l'excitation de la dynamo.
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"DEVICE FOR THE AUTOMATIC ADJUSTMENT OF DYNAMO-ELECTRIC MACHINES"
For the automatic adjustment of the voltage, current or power of a dynamo with separate excitation, fast-acting regulators are very generally used. As the regulating power of such devices is limited by their construction, instead of placing the excitation of the dynamo under the direct dependence of the fast-acting regulator, the latter is generally made to act on the field of a machine. complementary exciter. But it happens, for example in the case of diesel-electric vehicles, that the presence of an additional excitation machine is not desirable because of its bulk and its weight.
We
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knows devices in which, thanks to the combination of coarse and fine adjustment, the limited adjusting power of a fast-acting regulator is still sufficient to ensure the direct automatic adjustment of a dynamodont. excitation absorbs a relatively large power. But they imply the use of complementary regulating devices such as boosters, regulating resistors, contactors, which come into action at the same time as the regulator and which are not desirable because of their bulk and the complexity. tion they bring to the installation.
Before examining the characteristics shown in Figs. 1 and 2 and which explain the action of the assembly according to the invention, we will first indicate the general arrangement of the machines and apparatus with reference to FIG. 3 of the accompanying drawing.
A dynamo with separate excitation 1 supplies the network 3. Its field winding 2 receives voltage from the fundamental excitation 4 via a power regulator 5 whose voltage coil 9 is supplied from the network via the current limiter 6, and whose current coil 10 receives voltage from shunt 11. The separate excitation of dynamo 1 can be influenced by a counter winding compounding 8, or by own excitation 12, or by both.
If the voltage decreases in the network 3 as a result of load variations, there follows a corresponding increase in the intensity supplied by the dynamo 1, and this under the action of the regulator 5 tending to keep the power constant.
When the maximum intensity for which the intensity limiter 6 reacts is reached, the regulator 5 acts so as to keep the intensity constant. Depending on the arrangement chosen
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sie for energizing dynamo 1, the current limiter 6 can be dispensed with.
The object of the invention is a device for the direct automatic adjustment of a dynamo with separate excitation by means of a regulator placed in the circuit of the field winding and calculated only for a fraction of the power d excitement of the dynamo. The invention consists in reinforcing the action of the regulator by an own excitation of the dynamo.
This considerably increases the range of use of fast acting regulators acting directly. A number of means suitable for increasing the regulating effect of the regulator and which make it possible, by means of a regulator with a relatively low regulating power, to regulate much higher excitation powers will be indicated below.
In Fig. 1, whose ordinates represent the voltage at the terminals and the abscissa the excitation intensity, designates the voltage curve in idle operation of the dynamo, g its load curve (voltage at the terminals under load) in the case where the The machine is fitted with a power limiter and an intensity limiter. The power regulator acts in such a way as to. keep the power constant from the maximum value of voltage 1 to point A of the load curve g, from where and below which the current limiter maintains the current at a constant maximum value.
It can be seen from FIG. 1, that the power regulator would have to be calculated for the control zone a if, according to the invention, the same regulating effect was not obtained by means of a regulator having a power lower setting. Now, if the dynamo is fitted, for example, with a counter-compounding winding, the action of which at maximum voltage is equivalent to an excitation current a, and if the excitation is adjusted separately
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After the dynamo follows the curve k, we obtain the desired load curve g. The separate excitation adjustment area is therefore located by means of the countercompounding winding lowered from value a to value b.
This counter-compounding winding also has the advantage that it limits the intensity upwards and thus makes an intensity limiter unnecessary. This effect can be seen from FIG. 2. The load characteristic m shows the variation of the voltage at the terminals as a function of the current delivered when only a separate excitation is provided and it remains at its maximum value; n designates the desired voltage curve as a function of the current delivered when the dynamo is fitted with a constant power regulator; o, is the voltage curve of the dynamic when the latter is fitted with the counter-compounding winding in question and operates without a regulator.
It can be seen from the curve o that the current is limited by the action of the counter-compounding coil, so that a current limiter becomes unnecessary.
Another way to increase the control effect of the power regulator is to provide the separately excited dynamo with a complementary self-excitation. For example, with a current i for the separate excitation and an intensity h for the self-excitation (Fig. 1) we would also obtain the full voltage at terminals 1. The power for adjusting the separate excitation necessary to ensure the constant power setting would then only correspond to the excitation intensity c, which is determined by the maximum horizontal distance between r. and the curve g.
In the case of this kind of excitation, an intensity limiter would be essential, as can be seen from the characteristics of the machine, the curve
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of Fig. 2. On the other hand, by additionally providing the dynamo with a weak counter-compound excitation corresponding to the excitation intensity for the voltage at terminals 1 (see curve S in Fig. 1), we could not only lower a little more the power regulator adjustment zone, namely the value d shown in Fig. 1, but also to obtain a limitation of the intensity, and this according to the characteristic q of FIG. 2.
Instead of providing a special winding for the counter-compounding ef- fect, it is in many cases possible to use the starting winding instead by means of taps, or by coupling it in parallel with a shunt. .
Another way to increase the control effect is to slightly decrease the saturation of the dynamo, which also exerts a favorable influence on the limitation of the intensity.
In the case of diesel-electric vehicles, it may be advantageous, in order to create favorable conditions for the diesel engine, to add to the adjustment of the power of the dynamo, an adjustment of the engine speed of the control Diesel engine. .
The device according to the invention can also be used for adjustment at constant current, at constant voltage, or generally where it is important to obtain reduced adjustment zones with regard to the fast-acting regulator for considerable adjustment areas with regard to the excitation of the dynamo.