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" Dispositif de réglage de la tension d'une machine'électrique ".
Pour le réglage de la tension d'une machine électrique, par exemple un alternateur, il est connu d'employer une excita-' trioe, dont l'excitation est, influencée par un transducteur ( inductance saturable à courant continu ). Les montages connus de ce genre ont cependant été très compliqués, ou bien possèdent des qualités de réglage faibles, comme un réglage trop lent ou une incapacité de maintenir la tension constante à des impulsions de charge fortes.
La présente invention comprend un régulateur avec une e'xcitatrice influencée par un transducteur, lequel peut d'abord être rendu indépendant de toute source de tension extérieure et qui est donc particulièrement approprié pour des petites installations indépendantes, qui est aussi très simple, et qui possède enfin des qualités de réglage excellentes, c'est-à-dire une capacité de réglage rapide et de maintien de la tension même à des impulsions de charge fortes.
Le point caractéristique principal de l'invention est que l'excitation de l'exoitatride comporte une excitation dérivée de la propre tension de cette machine ou d'une tension indépendante, et aussi une excitation contraire qui est dérivée de la tension de la maohine principale, cette dernière excitation comprenant du moins une composante commandée par un transducteur dont l'aimantation à courant continu dépend de la différence entre une quantité dérivée de la tension à régler et une quantité-étalon. En dérivant 1''excitation contraire de la tension de la machine principale on obtient l'avantage, que toute variation de la tension de la machine principale contribue au premier instant à modifier .l'excitation de l'excitatrice dans un tel sens qu'elle s'oppose à la variation.
En même temps, le fait que l'excitation de l'excitatrice est dérivée en partie ( et normalement, en la plus grande partie ) de l'excitatrice même ou d'une tension indépendante donne une garantie pour que la tension de l'excitatrice ne puisse pas collaborer méme pour les plus fortes impulsions de charge sur la machine principale et pour que l'excitatrice puisse toujours donner une tension sans dépendre de la tension de la machine principale.
En prenant une composante de l'excitation dérivée de la tens.ion de' la machine principale à travers un transducteur dont l'aimantation à courant continu dépend de la différence entre une quantité dérivée de la tension à régler et une quantité- étalon,' on peut obtenir un réglage.exact avec une petite puissance de la quantité-étalon, vu qu'on peut introduire; une amplification considérable au moyen du transducteur.
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Il est d'un avantage particulier de faire agir à l'encon-
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tre 1.
OO;..1,OI:;;(--.t.::' d'excitation dérivée du transduoteur d'étalonW,(}c;, cas cans 1...:riuc:l son inertie inévitable agit dans le' sens favorable pendant un processus de régulation. L'influence de
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l'inertie ¯ay1=ts.yuc: du transducteur peut, à titre d'exemple, s< présenter <1:..' façon o,uc la chute de tension dans le transducteur ne )UL.,::;l' pas 6tr\; varier instantanément lors d'une vcritin. dct, ,:".2J')èrt";tours résultants de courant continu, Si donc, 1.. titr:= d'exemple, la bension de la machine principale t 1'vl.S:i:
fUl'tC.ki211t a une brusque variation de la charge, le j:\ ),,;.-(1tctl:"Lr vu C')!lSOl,1ll1'?r, au prenier instant, une plus grande proportion C 1.. tension Q.u 1 aù.pare.,vant, év.:mtue11ement la tension "',ixc, à.. façon que. la contre-excitation oopipiandée par lui soit fort\>.d.t réduite, \;v,ntus11e,lGnt jusQu'à zéro. La. t.nsion a±..:iss,#t sur l'excita!;ion totale croît donc instantanér::"l1t, T:i('r,.t:. s'il prend un t.]'1pS mesurable pour ,le transducteur d,, s'adapter la nouvelle valeur de courant qui est nécessaire )our 1.;..ÀI=ti.::i± la tension dans la continuation. Les conditions d<viennent ..nla,u:,s lors d'une décharge brusque avec une élénation dc. tension bll conséquence, quand cette élévation.agit, 1;LL premier instant, Sallf. réduction sur la contre-excitation et introduit donc l'abaissement de la tension.
Quand la contre-excitation est dérivée de la façon qui
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Vid1t d'être décrite, il peut être recoiamandable d'introduire sur l'excitatrice, dans le but de stabilisation, aussi une ex-
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citation dans le s,ns positif d5rivée de la tension de la ma- chine principale. Ceci est sur tout le cas où la contre-excita- tion agit par le nome enroulement que l'excitation propre.
Un exemple de réalisation de l'invention d'après ce der- nier principe est représenta d'une façon schématique dans la figure 1, tandis que la figure 2 représente un diagramme de la manière d'opérer.
Le chiffre 1 désigne une paire de barres collectrices sup- posées être alimentées par un alternateur, qui n'est pas repré- senté, mais qui est excité par l'excitatrice 2. L'alternateur est en général triphasé, bien que les barres de deux pôles seu- lenent sont représentées. L'excitatrice 2 a un enroulement ex- citateur 3, qui est alimenté par ses propres bornes en série avec une paire de redresseurs 4, 5, avec lesquels sont de pré- férence reliées des résistances 6, 7 en parallèle..
Le redres- seur 4 avec la résistance 6 en parallèle est relié directement
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aux hoô1rreS 1 à travers un transformateur 8 et monté de façon à fournir au circuit d'excitation une tension qui s'ajoute à la tension de l'induit de l'excitatrice 2. Eventuellement, la con- nexion entre le redresseur 4 et les barres 1 peut contenir un organe par lequel la tension additionnelle fournie par le redresseur peut être variée, un transducteur à titre d'exemple.
Le redresseur 5 avec la résistance 7 en parallèle est monté de
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façon à agir à-l'encontre de l'excitation, et il est alimenté par les barres 1 à travers un transducteur d'étalonnage 9, etest- à-dire un transducteur dont l'aimantation à courant continu dép and de la différence entre une quantité dérivée de la tension à régler, c'est-à-dire de la tension aux barres, et une quantité-étalon. Eventuellement, toutes les deux quantités'comparées peuvent être dérivées de la quantité à régler à travers des circuits de caractère différent, par exemple l'une directement et l'autre à travers un organe à courant constant.
En 'tous cas, le caractère des circuit,-, doit être tel que les deux quantités comparées ne se balancent qu'à une valeur déterminée de la tension. Le dessin représente deux enroulements à courant
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continu 10, 11 du transducteur 9 balançant l'un l'autre, dont l'un, lenroulement 10;
est relié directement aux barres 1 à tra- vers un redresseur 12 et une résistance ohmique 13, tandis que l'autre enroulement 11 est relié aux'bàrres 1 à 'travers un re- dresseur 14 et un organe à courant constant 15 représenté seu- lèment d'une façon schématique. Eventuellement, un nombre d'am- pèretours 'Constant peut .être créé par deux enroulements agis- sant à l'enoontre l'un de l'autre, dont l'un est alimenté à travers une impédance constante et l'autre à travers une impé- danoe variable avec la tension. Le transducteur a finalement, dans une manière bien connue en soi, un enroulement auto-aimanté 16, qui amplifie son action.
La fonction du montage ainsi décrit est essentiellement représentée dans la figure 2. Dans cette figure, A représente la courbe d'aimantation de l'excitatrice et B sa ligne de résis- tanoe sans égard aux tensions additionnelles dans le circuit exoitateur dépendant des redresseurs 4, 5. L'action de ces der- niers devient naturellement différente à l'étet stationnaire et pendant les processus de transition dynamiques, puisque les deux tensions additionnelles dépendent de latension à régler.
Si l'on regarde, à titre provisoire, cette dernière tension comme constante, le total de l'excitation propre et l'excitation additionnelle par le redresseur 4 peut être représenté par la ligne a de la figure 2. La valeur .maximum de la contre-excita- tion Introduite par le redresseur 5 peut être représentée par la distance horizontale entre les Tignes C et D, d'où il résul- te que l'excitation totale en cas dune contre-excitation maximum est représentée par la ligne D. La valeur minimum de la contre-excitation peut être supposée être zéro.
Pendant un processus de réglage, l'excitation de l'exci- tatrice a donc la possibilité d'osciller entre les valeurs re- présentées par les, lignes C et D, ét les distances entre ces lignes et la courbe d'aimantation A détermine les vitesses de .réglage en réglant vers le haut et vers le bas respectivement.
Il est préférable que ces lignes soient si distantes de la cour- be d!aimantation que la vitesse de réglage devienne à peu près constante dans tous les points, indépendant de la courbure de la courbe. A cette constance, les qualités dynamiques du régu- lateur contribuent d'un certain degré.
quand la tension stabais- se et est ensuite réglée vers le haut, l'excitation positive au moyen du redresseur 4 s'abaisse au premier instant, ce qui correspond à une courbure de la ligne C dans le même sens que - celle de la courbe A. Quand, dtautre part, la tension est aug- mentée et ensuite réglée vers le bas, l'excitation négative au moyen du redresseur 5 est augmentée dans un plus fort degré que l'excitation positive au moyen du redresseur 4, ce qui corres- pond à une courbure de la ligne D en même sens que celle de la courbe A.
Entre le transduoteur dtétalonnage 9 et le redresseur 5, on peut naturellement intercaler un ou plusieurs transducteurs amplificateurs. Le régulateur peut naturellement être muni d'une compensation, par exemple en la forme d'un enroulement sur le transducteur d'étalonnage ou sur l'organe à oourant constant, lequel enroulement est influencé par la tension de l'excitatrice à' travers un transformateur d'impulsion ou par un enroulement d'un transducteur intermédiaire.
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"Device for adjusting the voltage of an electric machine".
For adjusting the voltage of an electric machine, for example an alternator, it is known to use an exciter, the excitation of which is influenced by a transducer (saturable direct current inductor). Known assemblies of this kind have, however, been very complicated, or have poor adjustment qualities, such as too slow adjustment or an inability to keep the voltage constant at strong load pulses.
The present invention comprises a regulator with an exciter influenced by a transducer, which can first be made independent of any external voltage source and which is therefore particularly suitable for small independent installations, which is also very simple, and which finally has excellent adjustment qualities, that is to say a capacity for rapid adjustment and voltage maintenance even at strong load pulses.
The main characteristic point of the invention is that the excitation of the exoitatride comprises an excitation derived from the own voltage of this machine or from an independent voltage, and also a contrary excitation which is derived from the voltage of the main maohine , the latter excitation comprising at least one component controlled by a transducer whose direct current magnetization depends on the difference between a quantity derived from the voltage to be adjusted and a standard quantity. By deriving the opposite excitation from the voltage of the main machine, the advantage is obtained that any variation in the voltage of the main machine contributes at the first instant to modify the excitation of the exciter in such a way that it is opposed to variation.
At the same time, the fact that the exciter excitation is derived in part (and normally, in most part) from the exciter itself or from an independent voltage gives a guarantee that the exciter voltage cannot cooperate even for the strongest load pulses on the main machine and so that the exciter can always give a voltage without depending on the voltage of the main machine.
By taking a component of the excitation derived from the voltage of the main machine through a transducer whose direct current magnetization depends on the difference between a quantity derived from the voltage to be adjusted and a standard quantity, ' an exact adjustment can be obtained with a small power of the standard quantity, since it is possible to introduce; considerable amplification by means of the transducer.
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It is of particular advantage to make it act against
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be 1.
OO; .. 1, OI: ;; (-. T. :: 'excitation derived from the standard transduotor W, (} c ;, case cans 1 ...: riuc: l its inevitable inertia acts in the favorable sense during a regulatory process.
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the inertia ¯ay1 = ts.yuc: of the transducer can, for example, s <present <1: .. 'way o, uc the voltage drop in the transducer ne) UL., ::; the not 6tr \; vary instantly during a vcritin. dct,,: ". 2J ') èrt"; resulting turns of direct current, If so, 1 .. titr: = for example, the bension of the main machine t 1'vl.S: i:
fUl'tC.ki211t has a sudden change in the load, the j: \) ,,; .- (1tctl: "Lr vu C ')! lSOl, 1ll1'? r, at the first moment, a greater proportion C 1 .. voltage Qu 1 aù.para., before, possibly: mtue11ement the voltage "', ixc, to .. so that. the counter-excitation oopipiandée by him is strongly \>. d.t reduced, \; v, ntus11e, lGnt to zero. The. T.nsion has ± ..: iss, # t on the excitation!; Total ion therefore increases instantaneously :: "l1t, T: i ('r, .t :. if it takes a t.]' 1pS measurable for, the transducer d ,, to adapt the new value of current which is necessary) for 1.; .. ÀI = ti. :: i ± the voltage in the continuation. The conditions d <come ..nla, u:, s during a sudden discharge with an elenation of voltage bll consequence, when this rise acts, 1; LL first instant, Sallf. reduction on the counterexcitation and therefore introduces the lowering of the voltage.
When the counterexcitation is derived from the way that
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Vid1t to be described, it can be recoiamandable to introduce on the exciter, with the aim of stabilization, also an ex-
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citation in the positive s, ns derived from the voltage of the main machine. This is in all the case where the counter-excitation acts by the name winding that the own excitation.
An exemplary embodiment of the invention according to this latter principle is shown schematically in figure 1, while figure 2 shows a diagram of the way of operating.
The number 1 designates a pair of bus bars supposed to be supplied by an alternator, which is not shown, but which is excited by the exciter 2. The alternator is generally three-phase, although the busbars of only two poles are shown. The exciter 2 has an exciter winding 3, which is fed by its own terminals in series with a pair of rectifiers 4, 5, with which resistors 6, 7 are preferably connected in parallel.
Rectifier 4 with resistor 6 in parallel is directly connected
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to the hours 1 through a transformer 8 and mounted so as to provide the excitation circuit with a voltage which is added to the voltage of the armature of the exciter 2. Optionally, the connection between the rectifier 4 and the bars 1 can contain a member by which the additional voltage supplied by the rectifier can be varied, a transducer for example.
Rectifier 5 with resistor 7 in parallel is mounted
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way to act against the excitation, and it is fed by the bars 1 through a calibration transducer 9, and is to say a transducer whose direct current magnetization depends on the difference between a quantity derived from the voltage to be adjusted, that is to say from the voltage at the bars, and a standard quantity. Optionally, any of the two compared quantities can be derived from the quantity to be regulated through circuits of different character, for example one directly and the other through a constant current member.
In any case, the character of the circuits, -, must be such that the two compared quantities only balance at a determined value of the tension. The drawing shows two current windings
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continuous 10, 11 of transducer 9 swinging from each other, one of which, winding 10;
is connected directly to the bars 1 through a rectifier 12 and an ohmic resistor 13, while the other winding 11 is connected to the bars 1 through a rectifier 14 and a constant current member 15 shown alone. element in a schematic way. Optionally, a constant number of revolutions may be created by two windings acting against each other, one of which is fed through a constant impedance and the other through a variable impedanoe with the tension. The transducer finally has, in a manner well known per se, a self-magnetized coil 16, which amplifies its action.
The function of the assembly thus described is essentially represented in figure 2. In this figure, A represents the magnetization curve of the exciter and B its resistance line without regard to the additional voltages in the operator circuit dependent on the rectifiers 4 5. The action of the latter naturally becomes different in the stationary state and during dynamic transition processes, since the two additional voltages depend on the voltage to be regulated.
If we look, provisionally, this last voltage as constant, the total of the own excitation and the additional excitation by the rectifier 4 can be represented by the line a of figure 2. The .maximum value of the counterexcitation Introduced by rectifier 5 can be represented by the horizontal distance between Tignes C and D, whereby the total excitation in case of maximum counterexcitation is represented by line D. The minimum value of the counterexcitation can be assumed to be zero.
During an adjustment process, the excitation of the exciter therefore has the possibility of oscillating between the values represented by the lines C and D, and the distances between these lines and the magnetization curve A determine adjustment speeds by adjusting up and down respectively.
It is preferable that these lines are so far from the magnetization curve that the rate of adjustment becomes approximately constant at all points, independent of the curvature of the curve. To this consistency, the dynamic qualities of the regulator contribute to a certain degree.
when the voltage stabilizes and is then adjusted upwards, the positive excitation by means of the rectifier 4 decreases at the first instant, which corresponds to a curvature of the line C in the same direction as - that of the curve A. When, on the other hand, the voltage is increased and then adjusted downwards, the negative excitation by means of the rectifier 5 is increased to a greater degree than the positive excitation by means of the rectifier 4, which corresponds - pond at a curvature of line D in the same direction as that of curve A.
Between the calibration transducer 9 and the rectifier 5, one or more amplifying transducers can of course be inserted. The regulator may of course be provided with a compensation, for example in the form of a winding on the calibration transducer or on the constant current member, which winding is influenced by the exciter voltage across a pulse transformer or by a winding of an intermediate transducer.