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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS POUR L'OBTENTION n'UN COURANT ALTERNATIF A HAUTE TENSION A PARTIR D'UN COURANT CONTINU A BASSE TENSION.
La présente invention est relative aux appareils permettant d'obtenir un courant alternatif à haute tension à partir d'un cou- rant continu à basse tension et elle vise d'une manière plus particu- lière les appareils destinés spécialement à être utilisés sur les véhicules à moteur pour alimenter en courant de haute tension les radio-récepteurs ou éventuellement des lampes au néon ou autres si- gnaux lumineux.
Jusqu'à présent les appareils destinés à produire un cou- rant alternatif à haute tension destiné à alimenter les signaux lu- mineux, les radio-récepteurs et analogues à bord des véhicules à moteur étaient compliqués et coûteux et nécessitaient une surveillan- ce et un entretien par un homme da métier; dans certains cas on utilisait un courant continu interrompu produit à partir de la bat- terie du véhicule à l'aide d'un vibrateur ou d'un rupteur magnétique.
La présente invention a pour objet de réaliser un appareil simple et bon marché susceptible de fournir une alimentation régu-
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lière et convenable en courant de haute tension et cela avec un 'minimum de soins et de surveillance.
D'autres particularités avantageuses de l'invention res- sortiront de la description qui suit :
D'une manière générale, l'appareil conforme à l'inven- tion et permettant de produire un courant à haute tension comprend un transformateur élévateur avec le primaire duquel est combiné un interrupteur de circuit, de préférence un moteur à répulsion, le primaire du transformateur servant, d'une part, à alimenter le moteur et, d'autre part, à induire un courant de haute tension dans le circuit secondaire.
L'arbre du moteur électrique porte de préférence un commutateur ou un interrupteur d'une autre forme appropriée monté dans le circuit du primaire, de sorte que ce dernier étant connec- té à la source de courant contint, par exemple à un accumulateur, l'appareil fonctionne comme un survolteur fournissant une haute tension interrompue ou un courant pseudo-alternatif dans le circuit secondaire.
Normalement, le moteur démarrera aussitôt que le circuit primaire sera fermé; néanmoins, et pour assurer un démarrage automatique de l'appareil dans toutes les conditions d'emploi, on associe de préférence à l'interrupteur de démarrage un démarreur à impulsion magnétique pour le rotor qui est actionné momentanément et dont le bobinage peut avantageusement servir également à la sup- pression des variations brusques de tension.
Dans les véhicules à moteur équipés, comme d'habitude, d'un circuit d'éclairage comprenant une batterie d'accumulateurs, par exemple de 12 volts, combinée avec un générateur entrainé par le moteur du véhicule, le moteur combiné avec le transformateur commande un rupteur ou un interrupteur mécanique disposé dans le circuit du primaire du transformateur et qui transforme un courant continu suffisant fourni par la batterie en un courant pseudo- alternatif d'une puissance convenable et dont la tension est suscep- tible d'être élevée par transformation à la valeur exigée, par
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exemple de 3000 à 10000 volts dans le cas de signaux au néon ou de 300 volts dans le cas d'un appareil radio-récepteur,
Suivant une forme de réalisation de l'ensemble transfor- mateur et interrupteur de circuit commandé par moteur,
un noyau feuilleté réalisé avec des éléments en forme de cadre rectangulaire en stalloy porte un enroulement secondaire bobiné autour de la bran- che supérieure, constituée par des tôles empilées, du cadre,
L'enroulement primaire, qui peut être en deux parties, est bobiné sur la branche inférieure du cadre sur laquelle font saillie deux pièces polaires, le rotor du moteur étant disposé de manière à tourner entre lesdites pièces polaires et étant convenable- ment supporté par les paliers anti-friction.
L'arbre du rotor porte entre ses paliers une bague et un commutateur avec lesquels coopèrent des balais dont l'un est destiné à être relié à l'enroulement primaire et dont l'autre porte sur le commutateur et est destiné à être relié à la batterie d'accumulateurs du véhicule afin de compléter le circuit primaire;:
Des plots alternés du commutateur sont reliés à la bague, tandis que les plots intermédiaires sont des plots morts, le nombre et la disposition des plts actifs correspondant au nombre et à la disposition des pôles du rotor.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessuset représenté au dessin annexé plusieurs formes de réalisation de l'invention.
La fig, 1 représente schématiquement le circuit d'une forme de réalisation simplifiée de l'appareil.
La fig. 2 est un schéma analogue d'un appareil muni d'un équipement de démarrage automatique.
Les figs. 3 et 4 représentent respeativement en plan et en élévation un exemple de réalisation détaillée de l'appareil sché- matiquement représenté en figure 1.,
La fige 5 est un schéma de circuit d'un appareil semblable à celui de la figure 1 destiné à produire un courant alternatif oom- plet.
La fig. 6 représente le schéma d'un circuit montrant un
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perfectionnement de la disposition représentée en figure 1 et permettant d'alimenter un deuxième transformateur à partir de la même source de courant continu.
En se référant maintenant au dessin, et tout d'abord à la fig, 1, on voit que le noyau du transformateur en tôle de stalloy ou autre matériau usuel est désigné par 1, Le chiffre 2 dé signe l'enroulement primaire et 3 l'enroulement secondaire qui comporte une prise médiane reliée à la terre en 4. 5 désigne la batterie du véhicule à moteur ou une autre source d'alimentation, et 6 désigne l'interrupteur monté dans le circuit de l'enroule- ment primaire 2 et comportant un balai 7 en contact avec l'organe de commutation, par exemple un collecteur de l'interrupteur 6, tandis qu'un balai 8 destiné à recueillir le courant est en con- tact avec une bague 9 montée, comme décrit ci-dessous, sur l'ar- bre du moteur.
Un condensateur passe-haut 10 est monté en dérivation sur l'enroulement primaire 2 et sur l'interrupteur de ce dernier, l'enroulement primaire comportant d'autres prises 11 destinées à des appareils nécessitant un voltage de sortie différent.
En se référant maintenant plus particulièrement aux fi- gures 3 et 4 dans lesquelles les organes identiques ou équivalents sont désignés par les mêmes chiffres de référence que dans la figure 1, on voit que le noyau fileté 1 de l'appareil se compose d'éléments en forme de cadres rectangulaires fermés empilés les uns sur les autres, l'enroulement primaire 2 étant bobiné sur une grande branche 12 du cadre, tandis que la branche opposée 13 por- te l'enroulement secondaire 3 constitué par deux parties.
En saillie sur la branche 12 se trouvent les pièces po- laires 14 du rotor 15, ces pièces polaires étant avantageusement oonstituéssd'une seule pièce avec les tales centrales constituant le noyau.
Le rotor 15 est supporté par une broche 16 convenable- ment tourillonnée dans un bâti 17 en laiton ou autre matière non- magnétique qui est monté sur un socle 18 en matière analogue ;
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on a représenté des paliers anti-friation à billes 19 et 20, mais bien entendu la broche 16 peut être supportée par des paliers lis- ses ou de tout autre type convenable,
Entre les paliers 19 et 20 la broche 16 porte une bague 21 avec laquelle est associé un balai 8 de forme habituelle, destiné à recueillir le courant, et au voisinage de la bague 21 est disposé un collecteur 22 sur lequel porte le balai d'interruption principal 7, tous ces organes étant isolés de la broche et du bâti.
Sur le dessin, le rotor 15 se trouve isolé électriquement de la broche 16 par une douille 23 en ébonite ou analogue, et il en est isolé magnétiquement par un manchon en laiton 24, tandis que le collecteur 22 est isolé de cette broche 16 d'une manière cor- respondante.
Lorsque le circuit primaire est fermé par un interrup- teur convenable 28, le courant de la batterie 5 passe à travers de l'enroulement 2 qui sert également d'enroulement d'excitation des pôles 14 du rotor 15, et'ce dernier commence à tourner en entrai- nant avec lui le collecteur 22 qui ferme et ouvre successivement le circuit, étant bien entendu que les lames alternées 25 de ce commuta- teur sont reliées électriquement avec la bague 21, tandis que les lames intermédiaires 26 sont isolées et constituent des plots morts-;
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Lorsque le circuit secondaire est convenablement complété, par exemple par l'introduction d'un signal 29 au néon ou analogue (figure 1), un courant de haute tension est induit dans ce circuit, le noyau 1 fournissant un trajet fermé pour le flux inducteur et seule une très faible partie du flux principal étant utilisée dans les pôles 14 du moteur étant donné l'absence de couple résistant sur l'arbre de ce moteur, de sorte que l'on obtient un excellant rendement pour la puissance disponible au secondaire.
Le nombre et la disposition des lames actives 25 corres- pondent au nombre des pôles 27 du rotor 15, la disposition étant telle que le balai interrupteur 7 atteint un plot mort et rompt le circuit juste avant que les pales 27 du rotor coincident avec les pôles inducteurs 14; dans la forme de réalisation représentée
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on a montré quatre pôles et quatre lames actives, mais on comprend que ce nombre peut varier suivant la nature de l'alimentation et suivant la puissance que l'on désire obtenir dans le secondaire,
La fréquence du courant de sortie peut être réglée aisé- ment en agissant sur la vitesse du rotor, par exemple en introdui- sant dans le circuit des résistances appropriées.
En supposant que le balai 7 est en contact avec une lame active 25, le rotor 15 commencera à tourner aussitôt que le cir- cuit primaire sera fermé par son interrupteur; néanmoins et afin d'assurer le démarrage automatique de l'appareil dans toutes les conditions d'utilisation, on peut avoir avantageusement recours à un démarreur à impulsion magnétique schématiquement représenté en 30 dans la figure 2 et supporté par l'un des pales 14.
Dans le dispositif représenté dans la figure 2, 31 dési- gne le bras mobile de l'interrupteur de démarrage qui comporte un plot d'ouverture 32 et un plot de fermeture 33 qui ferme le circuit primaire, tandis que 34 est un plot de démarrage intermédiaire sur lequel le bras 31 frotte pendant qu'il est déplacé vers la position de fermeture et qui excite l'enroulement de 1'électro-aimant de dé- marrage 30 mentionné ci-dessus qui coopère à ce moment avec le pale adjacent 27 du rotor 15, de manière à amener l'arbre 16 dans une position dans laquelle le balai 7 porte sur une lame active 25 du collecteur. De ce fait, lorsque le bras 31 de l'interrupteur atteint le plot 33, le circuit primaire se trouve fermé et l'appa- reil fonctionne immédiatement et induit une haute tension inter- rompue ou un courant pseudo-alternatif dans le circuit secondaire.
Dans le dispositif représenté en figure 2, on notera que la bobine de l'électro-aimant de démarrage 30 relie le primaire par l'intermédiaire d'un condensateur 35 à une prise de terre 36, de sorte qu'elle sert, pendant le fonctionnement normal de l'appa- reil, à adoucir les variations de tension brusques produites par les interruptions successives.
On a représenté également dans la figure 2 un petit balai de contrôle 37 à résistance élevée qui est connecté en parallèle
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avec le balai d'interruption 7, mais qui en est indépendant en ce .qui concerne le calage, ce balai auxiliaire permettant de contrôler l'ap- pareil d'une manière plus efficace.
En revenant maintenant de nouveau aux figures 3 et 4 on voit que le balai d'interruption 7 est réglable et qu'il est monté à cet effet sur un bras 40 pivoté sur une douille 41 dont l'extrémi- té sort de la face terminale du socle 17, le règlage étant rendu pos- sible en desserrant l'éorou 42 lequel, lorsqu'il est serré, fixe dans la position voulue le talai 7 qui est appliqué, comme d'habitude, contre le collecteur 22 par la pression d'un ressort, de manière à compenser l'usure, Le balai de contrôle 37 peut être réglé indépendam- ment du précédent au moyen de son montage à manivelle 38.
Lorsque l'on désire que le débit de appareil se rapproche davantage d'un courant alternatif, on peut utiliser la disposition schématiquement représentée en figure 5. Dans cette figure, l'enroule- ment primaire 2 comporte une prise médiane 45 reliée à l'un des pôles de la batterie d'accumulateurs. Les bornes 46 et 47 de l'enroulement primaire sont respectivement reliées aux bagues 48 et 49, la bague 48 étant reliée à son tour aux lames diamétralement opposées 50 du col- lecteur 6, tandis que la bague 49,,est reliée d'une manière semblable à une paire de balais opposés 51, les lames 26 comprises entre les lames actives 50 et 51, étant isolées comme dans les formes de réali- sation précédentes.
Le balai d'interruption 7 appliqué sur le collecteur est relié à l'autre pôle de la batterie 5, et, pendant le fonction- nement, le circuit primaire se trouve alternativement fermé sur sa moitié gauche-entre la prise médiane 45 et la borne 46, et sur sa moitié droite. - entre la prise médiane 45 et la borne 47, de sorte que l'on obtient ainsi dans le secondaire un courant se rapprochant sensiblement d'un courant alternatif complet.
On comprend que la forme de réalisation pratique repré- sentée en figures 3 et 4 ne constitue qu'un exemple et qu'au lieu d'un noyau en forme de cadre rectangulaire on peut utiliser toute au- tre forme appropriée de noyau fournissant un chemin fermé pour le
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flux inducteur, par exemple un noyau constitué par des tôles empi- lées en forme de F, le rotor étant disposé entre des pièces pola res constituées par les bases du F de 'ces éléments ou disposées au voisinage de ces bases.
De plus, les détails de la construction du rotor peu- vent être modifiés, par exemple en associant au balai interrupteu
7 un petit balai pare-étincelles à résistance élevée calé d@ ma- nière à guider et à entraîner le balai principal avec lequel il peut être réglé solidairement.
Suivant une variante, on peut utiliser au lieu du col- lecteur une came coopérant avec un mécanisme rupteur mécanique, en particulier lorsque le débit du secondaire est destiné à alimenter un radio-récepteur ou un dispositif analogue ne nécessitant qu'un faible courant, bien que, ainsi qu'on le comprendra, le collecteur convienne mieux du fait de cd débit plus grand, pour les applica- tions ou un plus grand courant est nécessaire! dans lequel cas plu- sieurs balais interrupteurs peuvents être associés.
En se reportant maintenant à la forme de réalisation re présentée en figure 6, on voit que le circuit, dans lequel sont com binés le transformateur et l'interrupteur, est semblable à celui représenté en figure 1, un collecteur 6 étant monté dans le circuit du primaire 2 du transformateur et comportant un balai interrup- teur 7.
Toutefois, dans cette disposition perfectionnée le collec- teur 6 et le balai interrupteur 7 font également partie du circuit d'un deuxième transformateur indépendant dont le primaire 52 est relié, d'une part, à un pôle de la batterie 5, et, d'autre part, à la bague 9 par l'intermédiaire d'un balai 53 en contact avec une bague 54 solidaire en rotation de l'arbre du rotor et reliée électri- quement avec les lames intermédiaires 26 du collecteur dont les la- mes alternées 25 sont reliées comme précédemment à la bague 9; suivant une variante, le deuxième transformateur avec son balai 53, la bague 54 et les lames intermédiaires 26, peut être monté dans le circuit d'une source d'alimentation indépendante.
De cette manière, l'ensemble d'un transformateur combiné
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avec un interrupteur, par exemple celui représenté en figures 3 et 4, peut servir subsidiairement à interrompre le circuit primaire d'un transformateur entièrement indépendant, de manière à produire,à l'aide de ce transformateur indépendant, un courant alternatif à haute ten- sion à partir d'une source d'alimentation en courant continu commune ou à partir de sources distinctes.
Enfin, le oourant de sortie peut être prélevé par l'inter- médiaire d'un collecteur supplémentaire monté sur l'arbre 16 du rotor lorsqu'il est nécessaire d'avoir un courant redressé à haute tension.