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Il est connu de transformer en tension alternative la tension continue d'une batterie d'accumulateurs ou de piles au moyen d'une commutatrice ou d'un vibreur. Mais ces appareils sont onéreux et d'un mauvais rendement, surtout lorsqu'on veut recueillir une puissance appréciable à partir d'une batterie . de 6 ou 12 volts.
La présente invention a pour objet un dispositif qui;, à égalité de puissance débitée, est moins onéreux et d'un rende- ment meilleur que les appareils précités et qui fournit une ten- sion alternative de forme plus proche de la sinusoïde,, ce qui peut tre particulièrement avantageux, par exemple lorsqu'on veut utiliser cette tension pour alimenter des lampée fluores- centes.
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Il a pour but de souncttrc un d.::..cu.:1..;, (lui peut être 1 t ': 0111C1,: ^. t' primaire d'un. tr'"n'r'o'r""1tc:qr a une tension cortil r;=-ougei:ie;-B. jri5iaF.i?e d 'un 1.,.....iJ.... ----..'-.. .... 1 c..", ...., 1;ennJion -' '..:t:' nxie, cro;1-tJ=1#1&e p.aixa décto:1-Jz:.,.irte, zur =Jé,liérz, e,t.q d,oi& ],x. pola,- nue, croissa?).te puis décroissante, par paliers, et. dont pola- 11,.8, C... --'-'u..... J.lIe j?l1l." CLOC:r: O,-'-"J,..¯lIe, .:.x::r: .),-¯¯¯Cl.=-, C, . CO.LJ."t -'.u- }?O-I..8,- ri'I:;6 est pÚ'iot1icl1.l0'.:l.P.t inversée, de façon (.;.-...10 le-:.1i t circuit soit en cOilcéCluence, o011111is 2. une tenoion a.ltcr;'ntive.
Î7)i circuit L. de frc=n-òi-=a(év,ir, Si ce'circuit est un primo-ire d e transformateur, on peut recueillir, au:: bornes du secondaire, une tension ^1 teri.s,ti-, ve de valeur Le dispositif comprend 2.:;référablemcnt deux balais re- lies aux bornes de l' #lrouleumnt primaire d'un transformateur et tournant en synchronisme sur de :: collecteurs, les différentes lames de l'un des collecteurs étant reliées dans un ordre convenable aux bornes des éléments d'une batterie d'accumula- teurs et celles de l'autre collecteur étant reliées à l'une ou
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l'autre des bornes extrêmes de la batterie pour inverser période- quement la polarité de la tension variable appliquée au primaire du transformateur.
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La fréquence de la tension alternative produite est
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déterniinéc par la. vitesse de rotation des balais et peut être réglé à volonté.
Selon une variante préférée de l'invention, la batterie
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de 6 volts utilisée comprend trois 61';ID.ents d e 2 volts en série et le primaire dit tr.l cvo-r¯n tec,¯r est sounis a une tension pé- iodique alternative, dont les paliers successifs, au cours d'une période, Sont les cui.ts : +2 V, + n-V, + 6V, + 4V, + 2V, zéro volt, -2V, -4V, -6V, -4vue -.2I, -zéro volt.
Le moteur d'entraîneront des balais tO'.1l'l1o.nto peut être alimenté par la batterie r3l-'Lù-n8:-ie.
La durée (le mise en tension du iJz%J==ir;5-rc du transfor- m!1te"l , C1'''''''''''18 palier de tension, est j.r'f',¯.1::(' pour rue C-'url:l
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élémentde la batterie débite la même énergie au cours d'une période de façon que son état de charge ne soit pas déséquili- bré.
L'avantage de ce dispositif sur une commutatrice est qu'il ne comporte que deux pièces mobiles, les deux balais.
Son avantage sur un vibreur classique est que la commutation est plus aisée du fait que la tension continue commutée est égale à celle d'un élément au lieu d'être celle de la batterie.
Enfin la succession des paliers de tension qu'il entendre perme' de se rapprocher plus sensiblement d'une tension alternative sinusoïdale.
Suivant une autre variante de réalisation, on obtient le même résultat en appliquant successivement une tension conti- nue constante à des prises différentes, convenablement choisies;, du primaire du tr ansformateur.
Ce procédé permet desupprimer le collecteur inverseur de polarité ainsi que les connexions intermédiaires aux éléments constituant la source de courant continu.
Un dispositif pour la mise en. oeuvre du procédé com- prend une source de courant continu de tension constante, dont l'un des pôles est relié à la prise médiane du primaire d'un transformateur et dont l'autre pôle est relié à un balai tour- nant sur un collecteur dont les lames sont connectées dans un ordre donné, à des prises du primaire du transformateur disposées de part et d'autre de la prise médiane, les connexions entre les lames successives du collecteur et les prises du. primaire étant telles que la tension recueillie au secondaire soit'. alternative. la vitesse de rotation du balai détermine la fréquence de la tension alternitive engendrée.
La courbe de la tension alternative recueillie a une forme d'autant plus régulière que le nombre de paliers de tension
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est plus ,.,rond.
Pour améliorer cette régularité, il suffit d'augmenter le nombre de prises du primaire et de lames correspondantes du collecteur, Deux réalisations de l'invention vont être décrites ci-après en référence au dessin annexe sur lequel :
La figure 1 est un schéma d'un dispositif conforme à l'invention et la figure 2 montre la forme générale de l'onde de tension alternative appliquée au primaire du transformateur avec le dispositif correspondant au schéma de la figure 1. La tension en volts est portée en ordonnées et le t emps en abscisses.
La figure 3 estune vue schématique d'une -variante.
Deux balais 1 et 2 figures 1 et 2 sont reliés aux bor- nes du primaire 3 d'un transformateur 4. par exemple élévateur
Ils tournent devant deux collecteurs 5 et 6. Le collec teur 5 comporte douze lames ou secteurs dont dix, référencés 7 et; 9, s'étendant chacun sur un arc de 20 et deux, diamétralement opposés et référencés 8, 'sur un arc de 80 . Les lames 8 sont reliées aux bornes extrêmes 10 et 11, d'une batterie de six volts comprenant trois éléments de deux volts en série.
Les lames 7 sont connectées quatre par quatre aux deux bornes intermédiaires 12 et 13 de la batteri e. Les lames 9 diamétralement oppocées sont, réunies à des lames 14 corresponsantes du collecteur 6, couvrant également un arc de 20 . Ce collecteur 6 comporte deux autres lames 15 couvrant tout le restant de la circonférence et connec- tées l'une au pôle négatif 10 et l'autre au pôle positif 11 de la batterie.
Les deux balais 1 et 2 tournent en synchronisme sur les, collecteurs respectifs. Lorsque les balais passent respectivement ,sur les lames 9 et 14 superieures ou inférieures, la tension aux bornesdu primaire 3 est nulle.
Les balaie tournant en sens in-
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verse des aiguilles d'une montre par exemple, à partir des lames 9 et 14 supérieures, et le balai 2 étant en contact avec la lame 15 reliée au pôle négatif 10 de la batterie, on voit, sur le schéma de la figure 1, que les paliers de tension obtenus, entre les bornes 16 et 17 du primaire 3' sont successivement, au' cours d'un demi-cycle, de +2V, +4V, +6V, +4V, +2V, zéro volt; à ce moment .le balai 2 passe sur la seconde lame 15 du collecteur 6, connectée au pôle positif 11 de la batterie et les paliers successifs de tension, jusqu'à la fin du cycle sont, entre les bornes 16 et 17 de -2V, -4V, -6V, -4V, -2V, et zéro volt.
, L'onde de tension recueillie aux bornes du primaire 3 du transformateur est donc alternative et se décompose en douze paliers chiffrés 21 à 32 au cour.-,, d'iuie période figure 2 corres- pondant à une rotation de 3600 des balais.
La répartition angulaire susindiquée des lames du collecteur 5 est déterminée de façon à satisfaire sensiblement à , d'énergie la condition d'égalité/débitée par chaque élément au cours d'une période: Cette répartition correspond d'ailleurs au. décou- page d'une onde sinusoïdale d'amplitude maximum 6V eh paliers de 2 volts.
La qualité de la commutation est soumise aux règles connues dans cette technique. Il est possible en particulier., sans s'écarter du domaine de l'invention, d'employer tous les moyens connus tels que des lames intermédiaires réunies à la la= -me suivante par une résistance, ou des balais doubles reliés par une résistance. Il y a de toute façon'intérêt à ce que le fac- teur de puissance de la charge soit voisin de l'unité, ce qui est réalisable de façon connue.
Pour obtenir à partir de la batterie de 6V une tension alternative de 120V, 50 périodes, il suffit de choisir en consé- quence le secondaire du transformateur 4 et de faire tourner à
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50 tours par seconde, soit 3.000 touts m/m, les balais 1 et 2 qui peuvent être entraînes par un moteur de faible puissance alimenté éventuellement par la batterie ou par toute autre source.
Ces bal sont pratiquement calés sur un même axe qui les entraine simultanément en face des collecteurs associés'.
Le dispositif de l'invention est réalisable quel que soit le type de batterie, acide ou alcalin, et le nombre d'élé- ments de cette batterie.
Si, par exemple, la batterie comporte six éléments de 2V en série et les prises intermédiaires correspondantes, chaque demi-.alternances de l'onde de tension pourra présenter six pa- liers croissant en deux volts au lieu de trois.
Les balais et leurs collecteurs peuvent être remplacés par un ensemble de ralais à contact excités successivement dans l'ordre voulu, ou par un jeu de vibreurs synchronisés.
Dans la réalisation de la figure 3, l'un des ples d'une source 101 de courant continu de tension constante, par exemple une batterie de piles de six volts, est relié à la prise médiane 102 du primaire 103 d'un transformateur 104.
L'autre pôle de la source 101 est relié à un balai 105 tournant sur un collecteur 106 dont les lames successives (dans le cas particulier du dessin, douze lames chiffrées 107 à 118) soit reliées électriquement à deux séries de trois prises dispo- sées par exemple symétriquement sur le primaire 103 de part et d'autre de la prise médiane 102,
Dans chaque série, les prises sont placées par exemple à l'extrémité, au milieu et au tiers du demi-enroulement, en prenant pour origine de celui-ci la prise médiane 102.
Soit 119, 120, 121, 122, 123 et 124- ces prises.
Certaines lames sont reliées deux à deux et symétri-
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quement une même prise;, les lames 108 et 112 à la prise 119, les lames 109 et 111 à 1a prise 120, les lanes 118 et 114 à la prise 122 et =Les lames117 et 115 à la prise 125. Les lames 116 et 110 sont reliées respectivement aux prises 124 et 121 et les lames 107 et 113 ne ,sont connectées à rien.
Le balai 105 tournant par exemple dans le sens des ai- guilles d'une montre de la lame 108 à la lame 110 il applique successivement une tension de six volts entre la prise médiane
102 du primaire 105 du transformateur et les prisers119, 120 et121 de ce primaire, la tension recueillie aux bornes du secondaire 125 étant successivement U, 2U et 3U, étant donnée la position particulière choisie pour les prises sur l'enroulement primaire et si U est la tension engendrée au secondaire lors- qu'une tension de six volts est appliquée au primaire entre la prise médiane 102 et la prise extrême 119 de l'enroulement pri- maire.
Le balai 105- passant sur les lames 111 et 112 la tension 'recueillie au secondaire tome à 2 U, puis U. Elle s'annule quand le balai passe sur la lame 113 qui n'est pas reliée au transfor- mateur, redevient U, 2U et 3U en changeant de signe lorsque le balai passe sur les lames 114, 115 et 116; elle est enfin égale à 2 U, U et 0, lorsque le balai termine son tour par les lames
117, 118 et 107. '
On obtient donc au secondaire du transformateur une tension alternative voisine d'une tension sinusoïdale, si la duré, relative des paliers de tension successifs est convenablement choisie.
La forme de la courbe de tension obtenue est sensiblement celle illustrée à la figure 2.@@@@
Opérer suivant le procédé décrit ci-dessus à titre d'exemple revient en effet au même que d'appliquer successivement et dans un ordre convenable les multiples d'une tension continue donnée
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sur un même enroulement primaire.
On peut obtenir toute forme désirée de tension alterna.., tive en réglant convenablement la durée de' chaque palier de ten: ,.,ion et en disposant convenablement les prises sur l'e@roulement primaire du transformateur,
Le balai tournant se déplaçant sur un collecteur circu., laire peut être remplacé par un balai animé d'un mouvement alternatif de façon connue et se déplaçant sur une série de lames disposées les unes à côté des autres et reliées aux prises du transformateur.
Le balai peut même frotter directement suivant un mouvement alternatif sur les spires d'un transformateur construit à cet effet, selon une technique connue.
L'emploi du dispositif selon i'invention n'est pas limité à la production d'une tension alternative à partir d'une' tension continue.
Le dispositif peut être utilisé également en redresseur de tension alternative, La tension alternative à redresser est appliquée au secondaire du transformateur ainsi qut.au moteur d'entraînement du balai qui doit 'être alors un moteur synchrone, L'avantage du procédé sur les redresseurs existants est que la tension continue recueillie demeure égale à sa valeur maximum pendant presque toute la durée de chaque période au lieu d'avoir la forme de l'onde alternative d'origine. Ceci est in- téressant dans le cas où l'on désire la charge rapide d'un accu- malateur à intensité limitée.
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Le dispositif peut également servir d'appareil de mesure d'un couple ou de la variation d'un couple, doué d'une très .grande sensibilité.
Il suffit d'utiliser le dispositif en producteur'de tension alternative, 'ci partir d'une source continue, et d'ac-
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tionner le balai par -Lui raoteur synchrone alimente par la tension alternative produite, en interposant entre le moteur et le balai un jeu-d'engrenages destiné à rattraper le taux moyen de glisse- ment du moteur synchrone.
Le couple a ,mesurer, ou dont la variation est à mesure: est appliqué à l'axe du moteur asynchrone; toute variation de ce couple fera varier la vitesse angulaire du moteur dohc des balais. La fréquence de la tension alternative produite variera, alors dans le sens conduisant à accentuer la variation de vitesse initiale du moteur. La mesure de la fréquence, ou de ses variations, donnera une image agrandie de la valeur du cou- ple à étudier, ou de ses variations.
REVENDICATIONS
1. Procède pour l'obtention d'une tension alternative'à partir-d'une batterie d'accumulateurs ou de piles caractérisé en ce qu'on applique au primaire d'un transformateur, donnant au secondaire la tension alternative désirée, une tensior. continue variable par paliers, chaque palier correspondant à l'introduction ou. à la suppression de l'un des éléments constitu-. tifs d'une batterie d'accumulateurs.