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BREVET D'INVENTION "Perfectionnements aux régulateurs électriques notamment. à empilage d'éléments de charbon"
La présente invention se xapporte à des régulateurs électriques et plus particulièrement à un nouveau système électrique grâoe auquel les oscillations auxquelles sont sujets ces régulateurs peuvent être réduites au miniums et une tension de réglage peut être maintenue à une valeur voulue constante.
L'invention concerne notamment un nouveau système de .régulation de tension pour maintenir une tension de ligne constante dans des conditions de charge variables.
L'invention vise également un dispositif nouveau perm mettant de conférer despropriétés anti-oscillatoires à un ré- gulateur de tension.
L'invention vise plus particulièrement des moyens nouveaux pour un dispositif électrique de régulation de fonc-- tionnement d'une génératrice,moyens utilisant le retard entre les variations-du courant dans la génératrice et dans sa ligne de sortie pour régler différentiellement dans le temps les réponses proportionnelles (ou d'asservissement) et de rappel
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de régulateur.
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J">'invsntion >t ses diverses caractéristiques appa-
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raîtront clairement de la description qui suit et du dessin
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y annexe étant bien entendu que ce dessin n'est donne qu ti- tre c,> d'exemple nullement limitatif.
La. figure I est une vue schématique illustrant un système do régulation représentant une for,;l0 de réalisation de l'invention.
Dans la réalisation de l'invenùion,telle qu'elle est
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montrée,on utilise une génératrice de courant continu du type classique et désignée dans son ensemble par le chiffre 1.
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Z#= i c ï a un onroulese'nt dlinduit,nonlOntr6 #;ais qui peut être du type classique.Les connexions partant àc l'enroulc.r.ent d'induit nënent a un collecteur . dUl1Í 10 balais 5 et de connexions électriques nonant au:-; conducteurs de sortie 5 et auxquels la génératrice 1 applique re#ipoce- 'cive.lé;nt un potentiel négatif et un potentiel poas-tifiL;= eneratriee n I a un enroulement do e c h a#..:p ou d ' t J, <: À f é1 .1 1. D ii ; coiui:,ctà il une oxtr0;;Üte:: au eonducteur de sortie par un conducteur électrique ?; i;.i ::.:éne i.uxsi 1. la borne (tu ta- bleau général de bornes du gl"Jl\P866nératcur .1,T ,,:dê."6L;it.::i DP- pOùCe c1,-, l v t.l1.1Oll10;.:ent de à i h #i :.i ;, t ejt connectée,par un con- ducteur u. ¯: ài 1 u ;. ;" i é , 1...,i,n borne 11:r 7T du ;J 1 : 1 tableau.
1(, dt-;;bit dia 1 g.#inoiri,kric.> ait c=5nt.=ôl-é à>i..r débit 'eneratriee eut contrôle p.T ré;Slt.;3;G de l'excitation de l'enroulement inàuctiu;" d'une i' i ,g ;o n qui ,c,,ra expliquée # d. i#. n la cuite. la sortie de i#i génératrice de courant continu eh.t ej.ale..ienl; connectée,par de:j conducteurs 10 it II aux ba- lais 14 et 15 frott,.l1"S cont:rc:. le:j anneaux, ds prise de o 5z .nt 13 et 17 respectivement, qui peuvent Étre ;'.'.onte. sur l'arore ..moteur,non contre,de le. genuratrice 1.I.ôi anneaux: 16 et 17
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sont reliéspar les conducteurs 18 et 19 à 1'enroulement d' excitation 21 d'un alternateur ayant un enroulemmetn d'exci- tâtion 21 d'un alternateur ayant un enroulement de stator désigné d'une façon générale par le numéro de référence 23.
L'enroulement de champ du dit alternateur 21 peut être monté sur le même arbre moteur que l'induit 2 et peut être mis en rotation,relativement à 1'enroulement de stator-25 de façon y induire un courant alternatif ayant une valeur qui dépend do l'excitation de l'enroulement 21.
L'arbre destinéà la rotation de l'induit 2 et de l'enroulement 'de champ 21 peut être ;il par un entraine- ment approprié,à vitesse constante, à partir du moteur de 1' avion ou de toute autre source d'énergie appropriée.
L'enroulement de stator 23 peut avoir des enrou- lements de phase 25,26,27 mis à la terre à une de leurs ex- trémités par le conducteur 28.
A leurs extrémités opposées les enroulements 25, 26 et 27 sont connectés aux bornes A,B et C du groupe géné- rateur et,par des conducteurs électriques appropriés 30,SI et 32 aux enroulements de phase de stator 36,57 et 38 res- pectivement,d'un appareil d'utilisation à courant alternatif 40,tel qu'un moteur à courant alternatif ou tout autre élé- ment de charge approprié.Les enroulements 36,37 et 38 sont mis à la terre par un conducteur 41.Un enroulement primaire 42,d'un transformateur,
est branché en série avec le conduc- teur 30.Cet enroulement primaire 42 est connecté entre les bornes 43 et 44 d'un dispositif de compoundage dont le rôle arra expliqué dans la suite.
L'excitation de l'enroulement de champ 8 est contrô- lé de préférence,par un élément 45 à empilage d'éléments de c charbon,à résistance variable,connecté à une extrémité,par un conducteur,à une borne du dispositif régulateur,cette borne étant reliée par un conducteur 46 à une borne "A"du
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du groupe générateur.Cette borne 1Yi),J, !Test connectée au côté positif de la génératrice par le conducteur 6 A ia' cx tré.:lité opposée de la résistance variable 45 est connecté,par un c011duotcllr. une borne Il}C" du dispositif régulateur et un second conducteur relie la borne "XII à l'enroulement 50 du dit dispositif iéula,teur:ye:tré::it4 opposés de l'enroulement 50 est conn0ctéG :.. une borne HI,.)T1dlJ. cêiJ:
10 dispositif et cet en- rouleuent est branche en série avec l'enroulement d'excita- tion 8 par '...Il conducteur 51. allant dc la borne "T'a la born "7"du groupe générateur.Dû cette fa,çpnp lq élê;cnt 405 a ré;:;i8- tuuce 'variable eonatituë par l'empilage d1é16uúnts de charbon, l'On't'0111c:Lt 5ù ut 1.' i=nromlài.:nt de champ.8 sont eonneotus en 81'ic dnsmi circuit partant du conducteur 6 relie au f31(;; positif d(.; la génératrice de courant continu. I,a.u con- ducteur j relis au pôle négatif de cette ..:É:nt génératrice.
..Du ceble f2.çon,lTaction de l'enroulement 50 dépend du. ,Ou- rant appliqué à 1! cnrouh.i1l0nt de cha,:Map 8 ut ¯r élé;¯..,1' L. \-,:1- 'pilage d'éléments de charbon 45 t à résistance variable,eut agencé pour régler l'excitation de l'enroulement àc ché:;.:p 8, (:0[;"'",10 il sera expliqué plus loin.
Le système conprsnd de plus,un enroulement 5;5 connocc" té lx U.110 de ses extrémités à la borne "0"du dispositif régu- lateur ot,â son extrémité opposée, a une borne PtGptâu :18::16 dis- positif,5-é1. borne "C"dv. dispositif régulateur est connectée par ü.l1 conducteur .36 3. une borne Ud.¯Hdu groupe générateur .De cette façon 1'enroulement 55 eut connecté en dérivation aux bornes de l'enroulement de cila..:;, 8 et ont influencé par 1: tension appliquée l-, cet -.;l1rou16.:Wl1 t .
Ü11 c5nlLacte.a1" 6Jtrulié ci une borne 'tt'CLL? t,iipo:J7¯'v,1 régulateur est connecté au conducteur de ligne extérieur 30
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en 44.Un élément de résistance 61 est connecté à une extré- mité de la borne "B"et à. son extrémité opposée,à un élément de résistance variable 62 ayant un bras 64 pouvant être déplacé manuellementpour, varier la résistance pour des buts d'étalon- nage.le bras 64 de la résistance réglable62 est connecté par un conducteur 65 à un des points de jonction d'un pont re- dresseur 66.Le point de jonction opposé du pont redresseur 66 est connecté par un oonducteur approprié 68 à une borne "A"du régulateur.Partant de la borne "A",
un conducteur 70 est connecté en 71 au conducteur SI.Les conducteurs de sor- tie 72 et 73 du pont redresseur 66 sont connectés à des ex- trémités opposées d'un enroulement de contrôle 75.Quant à cet- te te dernière disposition,on comprendra facilement que l' enroulement 75, connecté en travers du pont redresseur mo- nophasé 66 est excité en fonction de la tension entre les conducteurs de sortie 30 et 31 de l'alternateur 23.
lies enroulements 50,55 et 75 constituant un disposi- tif électro-magnétique prévu pour commander dans un régulateur à empilage d'éléments de charbon, une armature 76 et,de cette façon,la pression appliquée à l'empilage d'éléments de char- bon 45 .Le régulateur est montré schematiquement comme com- prenant une armature 76 pivotée.en 77 et exerçant 'une force de compression sur l'empilage d'éléments de charbon 45 sous l'action d'un ressort 78.Le ressort 78 est .disposé de façon à équilibrer l'attraction exercés par'l'électro-aimant 75 sur l'armature,lorsque cet électro-aimant est excité par une tension de valeur prédéterminée.
De cette façon,le régulateur est établi pour main- tenir une tension de sortie pratiquement constante dans les conducteurs 30,31 et 32 sous des conditions de charge vari-
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ail.:o.
Chacun des (;11CO'.\.1,---T.:l1,:t8 50,55 et 75 est (].1;.L)O.,C par âj)l..JOJ. u I..- L GLll.-iJ. {';.6v Ci. 1 t:lLcntL; de cl1.roon, de. I.JÇ011 L:' cxor- cer ur l'armature 76 6 a;;i 8Sé;.nt .ur 1p ;:-.:W la... de charbon une' forje 01ccJ.;ro-;'&.gnôticlu0 t(,r;d2.nt 1., diminuer 18. ,rc:;,¯tOl1 quilui cet appliquée par lc ressort on sorte 11.1.1.0 la. r :rc:i.:::t8.r:C(:; de lqcyoil:a d'clencnts de charbon 4:5 e,u';:lCnt0 8.vCC 11",,1.1v10n- tation ds la force éJ.cct'0-1.l8.gnétilJ.us appliquée à 11 ;:J.T: w.turc..
¯uT':.-nï0',.¯1C;::.^,,nt 75 branche en dïliT-.t.011 ur IL ."C.:."G:3 ëeur ê6 fournit la ùO""1éndc principale 1.Jo1].1' 1';>T.=;silagc eJ..T01';- de charbon >à5 ot e;n cont:wôlc lo rÔgla=,c: ,elan la tel- 'onts charbon contyole rGlac selon t&n- ,ion (lUC; conducteurs de ligne 30 et SI.La stabilité CGt an- 8urc par les 8nrouleDents dW-.iartirsemcnt; 5G et 55 qui étEolisscnt une relation de Ifi-cooortîonn -,lit directe entre la tension de ligne et la résistance de llc::'1piJ. ge d'elénents
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de charbon.
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r,! collrouli>r1ent série 50 connecté en série avec 1' enpilage d'éléments de charbon 45 a une constante de tenus différente de telle:
des enroulenents ?5J et 55 et rëajit plus
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rapidement que l'un ou l'autre de ces enroulements.En fait
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cet enroulement e='i éLabli p011.Y réagir sur l'enfilage d'ule- r.cnta de charbon '15 de façon pratiquement iDl:1édiato lorà d une variation de son excitation,de façon à tendre d établir une sensibilité on un rapport trè réduit entre la variation du e.urant d'excitation de l'enrouleuent de Char'11) 8 et la variation (le tension de li01n entre les conducteurs t30 et ::::'1. far exemple enroulement j0 environ 50 spires de fil,donnant une r:;Ji:Jt2.n8E.: relativement faible.
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La sensibilité du dispositif régulateur est encore
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diminuée par l'enroulement shunt 55 connecté au:: born>x de
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l'enroulement de champ 8.La réponse de l'enroulement 55 aux variations de tension aux bornes de l'enroulement d'excita- tion 8 est légèrement retardée et, par suite,l'effet sur 1' empilage d'éléments de charbon 45 est également retardé.L'en- roulement 55 peut,par exemple,avoir environ 500 spires de fil,donnant une résistance relativement plus grande que celle de l'enroulement 50.L'enroulement 55 a une constante de temps conférant à cet enroulement une réaction plus rapide que celle de l'enroulement 75 mais elle est plus grande que celle de l'enroulement 50.
L'enroulement 50 branché en série avec l'enroulement de champ 8 et l'enroulement 55 branché en dérivation sur 1' enroulement de champ 8 conférant au régulateur des caracté- ristiques anti-oscillatoires ou amortissantes en tenant à régler la résistance de l'empilage d'éléments de charbon 45 dans le sens voulu pour s'opposer aux sauts de tension qui se produisent lors des oscillations de la génératrice.Les ampères tours additionnels des enroulements 50 et 55,qui augmentent lorsqu'on applique une charge additionnelle aux conducteurs de sortie 30,31 et 32 de l'alternateur 23,c' ajoutent à ceux de l'enroulement principal 75 et confèrent au régulateur une caractéristique de tension décroissante avec l'augmentation de la charge.
Ainsi,si on ne les compensait pas, les actions de ces deux enroulements 50 et 55 réunies donneraient lieu à une "erreur ou chute de charge"inadmissible de la tension de ligne lors d'une.augmentation de la charge.
Cette eventualité est éliminée dans la réalisa- tion de l'invention montrée sur la figure I,grâce à l'emploi . d'un dispositif de compoundage dont l'entrée est constituée par l'enroulement primaire 42 inséré dans le conducteur 30
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Ct qui est cessible au courant de charge de l'une des trois
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phases.
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un enroulcnont Cé conduire (1\.). connecté par de? con- ductr.uL3 cil et ri;
à des jonctions opposées du pont redresseur t!5 J2t couple inducti-vcnent à 1!.nrouloent prinairc 2..000 conducteurs 89 et 90 partent de la sortie du pont re:dr;,;":,j CL1T t5.Li conducteur 89 est connecté à une borne do sortie 1, tandis y'uo le conducteur 30 est connecté à une extrémité d'un clément de résistance réglable 95.L'extréuité opposée \le 1 T ûléncnt de résistance 95 est connectée par le conduc- teur 96 a. la borne de sortie 98.
Le pont redresseur B5 est dispose de telle façon que 10' courant alternatif induit dans l'enroulement cs0 est transformé en un courant redrc-jsé uni-dirootionnal 8, onde
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complets appliquant uns charge positive à la borne SI et
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une charge négative à la borne 98.1,8. borne I du di;>[oé-itif de conpoundage est cOl1.ncctJe .:Dar le conducteur :9 la borne 0 du dispositif régulateur tandis guc la borne G8 est con- ntct60,];Jd.r le conducteur 100 3. la borne}{, de cc ',1(,,-,10 régu- lât jur.
Jn conprendra facilement,diaprés cc qui l)réct;G.c. l1.e 11 enroul'2r.10nt sssondairc éO du transformateur fournit de la puisse.noe au redreSto8Ur 55. cetto puicsancc étant proporti- onnelle à la v;116ur de le charge portée par le conducteur de Hortic ,30,de l'alternateur 23. p1.ÜiJqnc; le courant dans Cf; conducteur auvent lors d'une augnentation de la charge et clL.::i::n.1.,' 1?r= d'mn diminution do la charge.
J¯é; o;rnc ,iii,J>ifl.t5.± réLii],;:lÉar iit ctJn1i=etài 'La borne C.11 dipoitif régulateur ;.St C;Onilwc;U(G'. ai>. A, , tOf .. 0 co.-1rarit c;;itinL-- anar au coté négatif de la é;v.HH'b.'.;n.c::: dt. courant tJCJ1u111.D, 1 par 1¯:.y.:Jtî'¯U;c.L¯.i rT lit au :0 ¯. ü0âll;f du G.l.aß 0;,,1tl:Î CW. ci-.- ,>g>nîa,gw ,;a,r - t 1:±. ç>.o; uôté , .L à-t.
;'JOLm0..8.!:S,-, l'al' l conducteur 9 tandis 'lur;, le GO négatif de
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ce dispositif de compoundage est connecté à la borne K par le conducteur 100.De cette façon,le dispositif de compoun- dage fournit à l'enroulement 50 en série avec l'enroulement de champ,un courant produisant une force électro-magnétique ten- dant à contrecarrer la force électro-magnétique produite par le courant passant dans le.
sens opposé,vers l'enroulement 50, à partir de la génératrice à courant continu I,Lorsqu'une charge est appliquée aux conducteurs de sortie 30,SI et 32, le passage du courebt additionnel qui xxx en réduits dans l'enroulement 50 en série avec l'enroulement de champ,tend à produire une force magnétique qui se retranche de la force magnétique totale produite par les enroulements série et shunt
50 et 55, une vitesse moins grands,ce qui tend à, équilibrer les forces d'amortissement produites par le courant et le potentiel de l'enroulement de champ.
Le courant de sortie du dispositif de compoundage est un courant redressé à onde complète,proportionnel à la charge et ce courant xxxx est fourni à l'enroulement 50 de. façon à éliminer les effets sur les enroulements 50 et 55, du courant et de la tension de l'enroulement de champ 8.L' équilibre oorrest s'obtient par un réglage convenable de la résistance 95.
La constante de tempo de l'enroulement secondaire 80 est raisonablement élevée et est enroulement peut avoir,par exemple,environ 300 spires de fil,De cette façon,si on con- sidère un mouvement de.l'empilage d'éléments de charbon 45 . qui -règle la résistance de cet empilage,la réponse du cou- rant de charge et,par suite, son effet de rappel est suffi- samment retardée pour que les enroulements d'amortissement 50 et 55 puissent exercer l'action de stabilisation nécessaire.
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1:ors du fonotionnsaent du système régulateur contre sur la figure i n unw augnontation do la charge; appliquée- produit une diminution de la. tension entre les conducteurs de sortie 30 et 31 et une diminution du le ' excitation de 1''enroulement
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75.
(De ;.1Ô::11;) t 1;.no augmentation de la charge appliquée a 17as- torn ateur CI '15 produira une augmentation du courant dans !?en. -ou lenent primaire 42 et dans l'cnroulencnt secondaire 80 exci- tant l'enroulement 50).Une telle diminution de l'excitation de 1'enroulement 75 a pour résultat que le ressort 78 règle l'empilage d'éléments de charbon 45 dans un sens tendant à
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di::Ünu8r la résistance de cet Q))1pilage.
Une telle diminution dc 1s résistance de 110Dpilagc d'éléments de charbon 45 produit une augmentation de l'excita-
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tion de l'enroulement 50 w partir de le génératrice lm tencazt limiter le réglage de lTe:t;ilG-c de charbon 45 dans le ben àivoe= dininution de r8ist8ncc.Dc plus,une eugmcntation db la charge dans le conducteur de sortie 30 de l'alternateur
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produit de la. part du dispositif de oompoundago une augmenta- tion plus graduelle de l'excitation de l'anroufcment 50 dans le sens opposé à celui de la génératrice Intendant ainsi à contrebalancer l'effet de la variation de tension de sortie sur l'enroulement 50.L'action de rappel du dispositif de
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oonpoundage est euff iD, :::
rnont reta.rdée. toutefoi8, de sorte que l'enroulement 50 exerce d'abord l'effet do stabilisation né- ce suaire .
En outre,une diminution de la résistance do l'élément
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45 augmente l'excitation de l'enroulenont du ch[ -'p 8 ct aux- mente la tension des conducteurs de sortie sE,51 et 52.De ;'le.-.1ú t réglage spécifié de ;J'.l2 a> d'éléments do churbon 45 produit égalcncnt une i ue:.;.':1;..ntation d,.) l'excitation î<: 1' 011roulG:J.nt 55 011 :'18 ,.;: tc'.ips u.-1; oello de lPenroL.l:..mnl, SOt CG ;lui fait que l'enrouleucnt 53 agit è.un,:, un Tim sens fon- dent liniiter le réglage de l' c:r.pil:e 45 danu le sens d'une diminution de résistance et empêche ainsi un réglage exces-
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sif de l'a-voilage d'éléments de charbon bzz dans le dit. sens.
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En outre,lors d'une telle augmentation de la tension de conducteur de sortie 30,le courant passant dans l'enroule- ment primaire 42 augmente,produisant ainsi une augmentation cor respondante du courant de sortie du dispositif de compoun- dage vers 1'enroulement 50,tendant à produire une force électro-magnétique encore plus grande, tendant à contre-ba- lancer les forces engendrées par les enroulements 50 et 55 sous Inaction de l'énergie de la génératrice I.
Toutefois,la réponse de l'alternateur 23 au réglage de l'empilage de charbon 45 est suffisamment lente et la constante de temps de l'enroulement secondaire 80 estauf- fisament grande pour que la dernière action de rappel produits par le 'dispositif de compoundage sur les enroulements 50 et 55 soit assez retardée pour que l'effet de l'énergie de la génératrice de courant continu I sur les enroulements 50 et 55 puisse exercer l'effet stabilisateur ou retarlateur voulu.
Naturellement,lors d'une diminution de la charge un effet oppose est produit en réponse à cette.variation,ce qui de la mène façon produit une action stabilisatrice.
Bien qu'on ait illustré et décrit qu'une seule réalisa- tion de l'invention,diverses modifications dans le mode de réalisation et dans la disposition relative des parties peu- vent être faites selon les besoins sans pour cela sortir du domaine de cette invention;
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PATENT OF INVENTION "Improvements in electrical regulators, in particular with stacking of carbon elements"
The present invention relates to electrical regulators and more particularly to a new electrical system through which the oscillations to which these regulators are subject can be reduced to a minimum and an adjustment voltage can be kept at a constant desired value.
In particular, the invention relates to a novel voltage regulation system for maintaining a constant line voltage under varying load conditions.
The invention is also aimed at a new device which makes it possible to confer anti-oscillatory properties on a voltage regulator.
The invention relates more particularly to novel means for an electrical device for regulating the operation of a generator, means using the delay between the variations of the current in the generator and in its output line to adjust differentially over time. proportional (or servo) and recall responses
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regulator.
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J "> 'invsntion> t its various characteristics appear
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will emerge clearly from the following description and the drawing
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therein, it being understood, of course, that this drawing is given only as a> by no means limiting example.
Figure 1 is a schematic view illustrating a control system showing one embodiment of the invention.
In carrying out the invention, as it is
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shown, a direct current generator of the conventional type is used and designated as a whole by the number 1.
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Z # = i c ï has an armature winding, nonlOntr6 #; ais which may be of the conventional type. The connections leaving to the armature winding do not have a collector. dUl1Í 10 brushes 5 and non-electrical connections to: -; output conductors 5 and to which the generator 1 applies re # ipoce- 'cive.lé; nt a negative potential and a potential poas-tifiL; = eneratriee n I has a winding do echa # ..: p or d' t J, <: To f é1 .1 1. D ii; coiui:, is there an oxtr0 ;; Üte :: to the output conductor by an electrical conductor ?; i; .i ::.: éne i.uxsi 1. the bound (tu general table of bounds of gl "Jl \ P866nératcur .1, T ,,: dê." 6L; it. :: i DP- pOùCe c1, -, lv t.l1.1Oll10;.: ent from to ih #i: .i;, t ejt connected, by a conductor u. ¯: toi 1 u;.; "i é, 1 .. ., i, n terminal 11: r 7T du; J 1: 1 table.
1 (, dt - ;; bit dia 1 g. # Inoiri, kric.> Ait c = 5nt. = Ôl-é à> i..r debit 'eneratriee had control pT re; Slt.; 3; G de l' excitation of the winding inàuctiu; "of a i 'i, g; on which, c ,, ra explained # d. i #. n the firing. the output of i # i direct current generator eh.t ej. ale..ienl; connected, by: j conductors 10 it II to ba- lais 14 and 15 rub, .l1 "S cont: rc :. le: j rings, ds socket of o 5z .nt 13 and 17 respectively, which can be; '.'. unte. on the arora ..motor, not against, of the. genurator 1.I.ôi rings: 16 and 17
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are connected by leads 18 and 19 to the excitation winding 21 of an alternator having an excitation winding 21 of an alternator having a stator winding generally designated by the reference numeral 23.
The field winding of said alternator 21 can be mounted on the same motor shaft as the armature 2 and can be rotated, relative to the stator winding-25 so as to induce therein an alternating current having a value which depends. do the excitation of the winding 21.
The shaft for the rotation of the armature 2 and the field winding 21 may be by suitable drive, at constant speed, from the engine of the aircraft or some other source of energy. appropriate energy.
The stator winding 23 may have phase windings 25,26,27 grounded at one of their ends through conductor 28.
At their opposite ends the windings 25, 26 and 27 are connected to the terminals A, B and C of the generator group and, by suitable electric conductors 30, S1 and 32 to the phase windings of the stator 36,57 and 38 res- respectively, from an AC user device 40, such as an AC motor or other suitable load element. Windings 36, 37 and 38 are grounded by a conductor 41. primary winding 42, of a transformer,
is connected in series with the conductor 30. This primary winding 42 is connected between the terminals 43 and 44 of a compounding device whose role arra explained below.
The excitation of the field winding 8 is preferably controlled by an element 45 with a stack of carbon elements, with variable resistance, connected at one end, by a conductor, to a terminal of the regulator device, this terminal being connected by a conductor 46 to a terminal "A" of the
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generator set. This terminal 1Yi), J,! Test connected to the positive side of the generator by the 6 A conductor ia 'cx tré .: the opposite unit of the variable resistor 45 is connected, by a c011duotcllr. a terminal Il} C "of the regulator device and a second conductor connects the terminal" XII to the winding 50 of the said device, opposite: ye: tré :: it4 of the winding 50 is connected: .. a terminal HI ,.) T1dlJ. thisJ:
10 device and this winding is connected in series with the excitation winding 8 by '... It conductor 51. going from the terminal "T' to the terminal" 7 "of the generator group. , çpnp lq élê; cnt 405 a ré;:; i8- tuuce 'variable eonatituë by the stacking of d1é16uúnts of coal, the On't'0111c: Lt 5ù ut 1.' i = nromlài.: nt of field. 8 are eonneotus in 81'ic dnsmi circuit starting from the conductor 6 connects to f31 (;; positive d (.; the direct current generator. I, to the conductor j connected to the negative pole of this ..: Generator.
..From the cable f2.çon, the action of the winding 50 depends on the. , Being applied to 1! cnrouh.i1l0nt de cha,: Map 8 ut ¯r élé; ¯ .., 1 'L. \ - ,: 1-' crushing of 45 t variable resistance carbon elements, had arranged to adjust the excitation of the 'winding with c ché:;.: p 8, (: 0 [; "'", 10 it will be explained later.
The system further comprises a 5; 5 winding connected 1 x U.110 from its ends to terminal "0" of the regulator ot, at its opposite end, has a terminal PtGptâu: 18 :: 16 dis- positive, 5-é1. terminal "C" of the regulator device is connected by ü.l1 conductor .36 3. a terminal Ud.¯H of the generator group. In this way the winding 55 was connected in branch to the terminals of the cila winding ..:;, 8 and influenced by 1: applied voltage l-, ce - .; l1rou16.:Wl1 t.
Ü11 c5nlLacte.a1 "6Jtrulié a terminal 'tt'CLL? T, iipo: J7¯'v, 1 regulator is connected to the external line conductor 30
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at 44. A resistance element 61 is connected to one end of terminal "B" and to. its opposite end, to a variable resistance element 62 having an arm 64 which can be manually moved to vary the resistance for calibration purposes. the arm 64 of the adjustable resistor 62 is connected by a conductor 65 to one of the junction of a rectifier bridge 66.The opposite junction point of the rectifier bridge 66 is connected by a suitable conductor 68 to an "A" terminal of the regulator. Starting from the "A" terminal,
a conductor 70 is connected at 71 to the SI conductor. The output conductors 72 and 73 of the rectifier bridge 66 are connected to opposite ends of a control winding 75. As to the latter arrangement, we It will easily be understood that the winding 75, connected across the single phase rectifier bridge 66, is energized as a function of the voltage between the output conductors 30 and 31 of the alternator 23.
The windings 50, 55 and 75 constituting an electromagnetic device intended to control in a regulator with a stack of carbon elements, an armature 76 and, in this way, the pressure applied to the stack of tank elements - good 45. The regulator is shown schematically as comprising an armature 76 pivoted into 77 and exerting a compressive force on the stack of carbon elements 45 under the action of a spring 78. The spring 78 is .disposed so as to balance the attraction exerted by the electromagnet 75 on the armature, when this electromagnet is excited by a voltage of predetermined value.
In this way, the regulator is set to maintain a substantially constant output voltage across conductors 30, 31 and 32 under varying load conditions.
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garlic: o.
Each of (; 11CO '. \. 1, --- T.:l1,:t8 50,55 and 75 is (] .1; .L) O., C by âj) l..JOJ. u I ..- L GLll.-iJ. {'; .6v Ci. 1 t: lLcntL; of cl1.roon, of. I.JÇ011 L: 'cxor- cer ur armature 76 6 a ;; i 8Sé; .nt .ur 1p;: - .: W la ... de coal a' forje 01ccJ.; Ro -; '&. gnôticlu0 t (, r; d2.nt 1., decrease 18., rc:;, ¯tOl1 that applied by the spring we sort 11.1.1.0 la. r: rc: i. ::: t8.r: C ( :; de lqcyoil: a of carbon starts 4: 5 e, u ';: lCnt0 8.vCC 11 ",, 1.1v10n- tation of the force éJ.cct'0-1.l8.gnétilJ.us applied to 11;: JT: w.turc ..
¯uT ': .- nï0',. ¯1C; ::. ^ ,, nt 75 branch in dïliT-.t.011 ur IL. "C.:." G: 3 ëeur ê6 provides the main ùO "" 1st 1.Jo1] .1 '1';> T. =; Silagc eJ..T01 '; - de coal> à5 ot e; n cont: wôlc lo rÔgla =, c:, elan la tel-' onts charcoal contyole rGlac according to t & n-, ion (lUC; line conductors 30 and SI. The stability CGt an- 8urc by the 8nrouleDents dW-.iartirsemcnt; 5G and 55 which etEolisscnt a relation of Ifi-cooortîonn -, read directly between the line voltage and the resistance of llc :: '1piJ. ge of elements
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of coal.
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r ,! collrouli> r1ent series 50 connected in series with the stacking of carbon elements 45 has a strength constant different from such:
windings? 5J and 55 and readjust more
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quickly than either of these windings.
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this winding e = 'i established p011.Y react on the threading of coal ulcer '15 in a practically ideal way: 1diato when a variation of its excitation, so as to tend to establish a sensitivity or a very small ratio between the variation of the e.urant of excitation of the winding of Char'11) 8 and the variation (the tension of li01n between the conductors t30 and :::: '1. far example winding j0 approximately 50 turns of wire, giving an r:; Ji: Jt2.n8E .: relatively weak.
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The sensitivity of the regulator is still
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reduced by shunt winding 55 connected to :: born> x of
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field winding 8. The response of winding 55 to changes in voltage across the field winding 8 is slightly delayed and hence the effect on the stack of carbon elements. 45 is also retarded. Winding 55 may, for example, have about 500 turns of wire, giving a relatively greater resistance than that of winding 50. Winding 55 has a time constant to impart to that winding. a faster reaction than that of the winding 75 but it is greater than that of the winding 50.
The winding 50 connected in series with the field winding 8 and the winding 55 connected in shunt on the field winding 8 giving the regulator anti-oscillatory or damping characteristics while taking to adjust the resistance of the. stacking 45 carbon elements in the desired direction to resist the voltage surges that occur during generator oscillations The additional ampere turns of windings 50 and 55, which increase when additional load is applied to the conductors outputs 30, 31 and 32 of the alternator 23, c 'add to those of the main winding 75 and give the regulator a characteristic of decreasing voltage with increasing load.
Thus, if not compensated for, the actions of these two windings 50 and 55 together would result in an inadmissible "error or load drop" in the line voltage when the load is increased.
This eventuality is eliminated in the embodiment of the invention shown in Fig. I, through use. a compounding device, the input of which is formed by the primary winding 42 inserted into the conductor 30
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Ct which is transferable to the charging current of one of the three
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phases.
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a winding which is to lead (1 \.). connected by? conduct.uL3 cil and ri;
at opposite junctions of the bridge rectifier t! 5 J2t torque inducti-vcnent at 1! .nrouloent prinairc 2..000 conductors 89 and 90 leave from the output of the bridge re: dr;,; ":, j CL1T t5.Li conductor 89 is connected to a terminal do output 1, while y'uo the conductor 30 is connected to one end of an adjustable resistance element 95. The opposite output \ the 1 T ûléncnt of resistance 95 is connected by the conductor 96 a.output terminal 98.
The rectifier bridge B5 is arranged in such a way that 10 'alternating current induced in the winding cs0 is transformed into a redrc-jsé uni-directional current 8, wave
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complete applying a positive charge to the SI terminal and
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a negative charge at terminal 98.1,8. terminal I of the di;> [conpounding oé-itif is cOl1.ncctJe.: For the conductor: 9 terminal 0 of the regulator device while the G8 terminal is connected60,]; Jd.r the conductor 100 3. the terminal} {, of cc ', 1 (,, -, 10 rule jur.
Jn will understand easily, from cc which l) rect; G.c. l1.e 11 winding 2r.10nt sssondairc éO of the transformer provides power to the redreSto8Ur 55. cetto puicsancc being proportional to the v; 116ur of the load carried by the driver of Hortic, 30, of the alternator 23. p1.ÜiJqnc; the current in Cf; driver canopy when the load increases and clL.::i::n.1., '1? r = to decrease the load.
I; o; rnc, iii, J> ifl.t5. ± réLii],;: lÉar iit ctJn1i = etài 'The terminal C.11 regulator power; .St C; Onilwc; U (G'. ai>. A,, tOf .. 0 co.-1rarit c ;; itinL-- anar on the negative side of the é; v.HH'b. '.; nc ::: dt. Current tJCJ1u111.D, 1 by 1¯: .y .: Jtî'¯U; cL¯.i rT reads to: 0 ¯. Ü0âll; f du Glaß 0; ,, 1tl: Î CW. Ci -.-,> g> nîa, gw,; a, r - t 1 : ±. Ç> .o; uside, .L to-t.
; 'JOLm0..8.!: S, -, the al' l driver 9 while 'lur ;, the negative GO of
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this compounding device is connected to terminal K through conductor 100. In this way, the compounding device supplies winding 50, in series with the field winding, with a current producing a tensile electromagnetic force. dant to counteract the electro-magnetic force produced by the current flowing through the.
opposite direction, towards the winding 50, from the direct current generator I, When a load is applied to the output conductors 30, SI and 32, the passage of the additional course which xxx reduces in the winding 50 in series with the field winding, tends to produce a magnetic force which is subtracted from the total magnetic force produced by the series and shunt windings
50 and 55, a lower speed, which tends to, balance the damping forces produced by the current and the potential of the field winding.
The output current of the compounding device is a rectified full wave current, proportional to the load and this current xxxx is supplied to the winding 50 of. so as to eliminate the effects on the windings 50 and 55, of the current and the voltage of the field winding 8. The oorrest equilibrium is obtained by a suitable adjustment of the resistance 95.
The tempo constant of the secondary winding 80 is reasonably high and its winding can have, for example, about 300 turns of wire. In this way, if one considers a movement of the stack of carbon elements 45 . which regulates the resistance of this stacking, the response of the load current and hence its return effect is sufficiently delayed so that the damping windings 50 and 55 can exert the necessary stabilizing action.
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1: the function of the regulating system against in the figure there is no increase in the load; applied- produces a decrease in. voltage between the output conductors 30 and 31 and a decrease in the excitation of the winding
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75.
(De; .1Ô :: 11;) t 1; .no increase in the load applied to 17 compute IC '15 will produce an increase in current in!? In. (primary or lenent 42 and in the secondary winding 80 energizing the winding 50). Such a decrease in the excitation of the winding 75 results in the spring 78 regulating the stacking of carbon elements 45. in a sense tending to
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di :: Ünu8r the resistance of this Q)) 1piling.
Such a decrease in the resistance of 110Dpilagc of carbon elements 45 produces an increase in the excitation.
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tion of the winding 50 w from the generator lm tencazt limit the adjustment of the: t; ilG-c of charcoal 45 in the bin àivoe = dininution of r8ist8ncc.Dc more, a eugmcntation db the load in the output conductor 30 of the alternator
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product of the. starts from the oompoundago device a more gradual increase in the excitation of the anroufcment 50 in the direction opposite to that of the generator intending thus to counterbalance the effect of the variation of output voltage on the winding 50.L '' recall action of the
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oonpoundage is euff iD, :::
rnont reta.rdée. toutefoi8, so that the winding 50 first exerts the necessary stabilizing effect.
In addition, a decrease in the resistance of the element
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45 increases the excitation of the ch winding [-'p 8 ct relieves the voltage of the output conductors sE, 51 and 52. From; 'the .-. 1ú t specified setting of; J'.l2 a > of elements of churbon 45 also produces an i ue:.;. ': 1; .. ntation d ,.) the excitation î <: 1' 011roulG: J.nt 55 011: '18,.;: tc '.ips u.-1; oello de lPenroL.l: .. mnl, SOt CG; it causes the winder 53 to act as a,:, a sense Tim will limit the setting of the c: r.pil: e 45 in the sense decrease in resistance and thus prevent over-adjustment
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sif of the a-veiling of bzz charcoal elements in the said. meaning.
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Further, upon such an increase in the voltage of the output conductor 30, the current flowing through the primary winding 42 increases, thereby producing a corresponding increase in the output current of the counter device to the counter. winding 50, tending to produce an even greater electromagnetic force, tending to counterbalance the forces generated by windings 50 and 55 under the inaction of the energy of the generator I.
However, the response of the alternator 23 to the setting of the coal stack 45 is sufficiently slow and the time constant of the secondary winding 80 is too large for the last return action produced by the compounding device. on the windings 50 and 55 is sufficiently delayed so that the effect of the energy of the direct current generator I on the windings 50 and 55 can exert the desired stabilizing or restorative effect.
Of course, upon decreasing the load an opposite effect is produced in response to this change, which in turn produces a stabilizing action.
Although only one embodiment of the invention has been illustrated and described, various modifications in the embodiment and in the relative arrangement of parts can be made as necessary without departing from the scope of this invention. invention;