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L'invention concerne un dispositif de réglage pour générateur de courant électrique rotatif à basse tension avec au moins un enroulement de champ monté en dérivation, notamment pour dynamos d'éclairage de camions. En plus des exigences crois- santes sur la précision du réglage on impose des exigences toujours plus élevées relatives à la gêne due aux étincelles des dispositifs de réglage pour dynamos de camions.
Jusqu'à maintenant, on a utilisé,,, pour le réglage, surtout des contacteurs actionnés électro- magnétiquement et qui, en cas de tension trop élevée à la dynamo d'éclairage, affaiblissent le courant excitateur passant dans la bobine de champ jusqu'à ce que la tension de dynamo descende à une valeur limite et amène à nouveau le commutateur à connecter la bobine
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de champ, contre l'excitation magnétique aui est descendue entre temps, avec la tension d'accrochage induite dans le rotor de la dynamo et prélevée à ses balais. Dans le cas de générateurs à tensions excitatrices élevées, la charge appliquée sur les contacts du commutateur est tellement élevée que les contacts, malgré une extinction d'étincelle soigneuse, sont souvent rapidement détériorée.
En outre, il est difficile de supprimer les parasites d'étinsélles dus à l'ouverture et la fermeture des contacts.
..: Le dispositif de l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Il est caractérisé par ce qu'il utilise un semi- conducteur poux influencer le courant d'excitation s'écoulant à travers la bobine de champ.
On,obtient un résultat particulièrement avantageux lorsqu'on intercale un transistor dans le circuit de courant d'exci- tation de la génératrice de courant et qu'on prévoit, pour commander ce transistor,un commutateur magnétique ou thermique qui est fermé et ouvert en dépendance de la grandeur de la tension de générateur à régler. Le commutatue utilisé pour la commande du transistor peut, dans ce cas, être prévu soit avec des contacts mobiles,. soit avec des contacts fixes. L'avantage particulier dans les deux cas réside en ce que le transistor n'est mis en service alternativement qu'à l'état de fermeture ou à l'état de passage, et il en résulte une très grande efficacité de réglage.
Au lieu de commutateurs magnétiques ou thermiques, on peut, suivant une autre caractéristique de l'invention, utiliser des éléments *de commutation pour la commande du transistor, éléments dont la résistance de passage varie en fonction de la tensioi appliquée et par paliers déterminés des valeurs de tension.
Lorsque ces éléments de commutation non linéaires sont conçus pour des va- leurs de tension suffisamment élevées, on peut aussi, suivant une autre caractéristique de l'invention, les coupler en série directe- ment avec le -ou les enroulements de champ du générateur, de courant. l'invention concerne également un dispositif de réglage
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destiné à assurer le réglage, sans contacts, de la tension d'un générateur monté en dérivation sur un moteur et spécialement d'une dynamo d'éclairage destinée à être mise en service sur un camion ou analogue.
Ce dispositif est caractérisé par un transistor réglable monté dans le circuit d'excitation de la dynamo et contrôlé par un second transistor dont*la tension de sortie est, au moins en partie, couplée en retour avec son entrée en vue de maintenir une oscillation auto-excitatrice.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapporte à des exemples de réalisation représentés aux dessins joints dans lesquels: -figure 1 est un schéma de connexion d'un dispositif de réglage avec un transistor et un interrupteur magnétique à contacts fixes servant à commander le transistor.
-figure 2 est le schéma d'un dispositif de réglage analogue dans lequel l'interrupteur magnétique présente des contacts mobiles; -figures 3 et 4 montrent des dispositifs ayant une courbe caractéristique coudée; -figures 5, 6, 7 montrent divers dispositifs dans lesquels la commande du transistor est assurée par un semi- conducteur à courbe de résistance caractéristique non linéaire; -figures 8 et 9 sont des dispositifs dans lesquels un semi-conducteur à résistance non linéaire est monté directement dans la canalisation d'amenée à. l'enroulement de champ du généra- teur.
-figures 10 -et 11 montrent des régulateurs commandés au moyen de'photo-diodes.
' -figure 12 se rapporte à une dynamo à courant continu pourvue du dispositif de réglage de l'invention.
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--figure 13 est une variante de réalisation du dis- positif de l'invention comportant des redresseurs au lieu d'une batterie auxiliaire.
Le dispositif de réglage de la figure 1 est prévu pour une dynamo-lumière destinée à être employée sur des camions, dynamo ayant un rotor à courant continu G et un enroulement de champ F monté- en dérivation. La tension induite dans le rotor est prélevée par des balais a et b et amenéeaux appareils utilisateurs non représentés au dessin. ,L'enroulement F est relié par une de ses extrémités au balai négatif .de la dynamo et, par son autre extrémité au collecteur G d'un transistor 10 qui détermine la grandeur du courant d'excitation passant dans l'enroulement F. Pour com- mander-le transistor, il est prévu un commutateur magnétique 11 dont la bobiné excitatrice est indiquée en 12 et qui est branché d'un:côté sur le balai positif, et de l'autre côté sur le balai négatif de 'la'dynamo.
Le doigt de contact de l'interrupteur est relié à la base B du transistor 10 à travers une résistance 15, tandis que le contact'fixe 13 est relié au balai négatif de la dynamo.
Tant que la tension induite dans le rotor n'a pas encore atteint sa valeur limite, le commutateur 11 reste fermé. Le potentiel de la base B n'est alors inférieur que de peu à celui de l'électrode émettrice E. En conséquence, il s'écoule, à travers l'électrode émettrice E vers l'éectrode de collecteur C du transistor 10, et de là à travers l'écoulement de champ F, un courant d'excitation Ie plue fort qui a pour- conséquence que, pour une vitesse de rotation suffisante de la dynamo, la tension aux balais croît fortement.
L'interrupteur magnétique est réglé de telle sorte que le courant magnétisat qui s'écoule à travers la bobine 12 soulève, lorsque la tension limite est atteinte, le bras 14 hors du contact 13, et ainsi blet hors-circuit la base: B du transistor. Cela a pour conséquence que le courant excitatue Ie et en conséquence la force du champ magnétique et aussi la tension aux balais de la dynamo, baissent
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jusqu'à ce que l'interrupteur 11 revienne à sa position de déport.
Dans ce mode de connexion, les valeurs de tension pour lesquelles le transistor est commandé pour passer de la position de libre passage à la position de barrage et inversement, sont déterminées par le réglage adopté pour le commutateur magnétique 11.
La même description vaut pour le branchement suivant la fig. 2 dans lequel, au lieu d'un commutateur magnétique avec contacts de repos, il est produit un interrupteur magnétique 21 avec contacts .de travail dont le bras de contact 24 coopère avec un plot de contact 23. Sur le bras de contact 24 sont brachées d'une part une résistance 25 qui conduit au balai négatif de la dynamo et, d'autre part, l'électrode de base d'un transistor 20. Comme dans l'exemple précédent, l'électrode émettrice du transistor 20 est reliée directement au balai positif a, mais l'électrode de collecteur 6 est, pa.r contre, reliée au bal. négatif à travers l'enroulement de champ F.
Tant que la tension .de la dynamo n'a pas encore atteint sa valeur limite,il s'écoule travers l'électrode. émettrice vers l'électrode de collecteur et de là à travers l'enroulement de champ F, un courant excitateur plus fort qui a pour conséquence un accroissement de la: tension de la dynamo et qui augmente également avec la tension croissante, jusqu'à ce que la tension aux balais ait atteint la valeur limite, pour laquelle la bobine magnétisante 22 du commutateur 21 a le pouvoir de tirer l'interrupteur dans sa position de fermeture et amener ainsi le transistor 20 à l'état de barrage. Lorsque le' transistor est fermée le courant excitateur Je qui passe dans l'enroulement de champ, a une valeur essentielle- ment plus faible.
La force du champ magnétique descend donc rapidement jusqu'à ce que la tension induite dans le rotor de la dynamo ne soit plus suffisante pour maintenir le bras de contact 24 dans la position de fermeture.' Celui-ci se soulève alors hors du contact 23 et sépare ainsi la base B du balai positif de la dynamo.
Le jeu décrit précédemment recommence alors à nouveau.
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Le dispositif de réglage de la figure 3 représente une variante de celui de figure 1. Par déplacement de l'enroulement de champ dans le circuit émetteur, le courant total constitué par le courant de collecteur et le courant de base, est utilisé,¯ et en outre, on supprime la résistance de base. Le dispositif contient un commutateur électromagnétique 31 avec bras mobile de contact 34 qui coopère avec un contact fixe 33, et qui est actionné par deux bobines magnétiques. La bobine 32 se compose de nombreuses spires de fil fin, et est reliée, comme bobine de tension, par une de ses extrémités directement au balai positif et par son autre extrémité directement au balai négatif de la dynamo. La bobine 36 du com- mutateur est conçue comme bobine de courant. Elle ne présente que quelques spires de fil gros.
Elle est insérée dans le circuit des canalisations de branchement entre le balai positif et une batterie. représentée en 38
Tant que le bras de contact 34 repose contre le contact fixe 33 et relie ainsi la base B du transistor 30 avec le balai négatif de la dynamo, il s'écoule un courant excitateur élevé J3 à travers l'enroulement de champs F de la dynamo. Ce courant a pour effet que, même pour une vitesse de rotation constante de la dynamo, la tension Induite dans le rotor croît et finalement atteint une valeur pour laquelle la bobine de tension soulève le bras 34 hors du contact 33 et interrompt ainsi le courant s'écoulant de la base B du transister vers le balai négatif.
Alors, le courant d'excita- tion qui passe à- travers l'enrouleemt de champ F décroît également fortement, et la tension aux balais de la dynamo commence à diminuer.
Lorsque la tension de la dynamo est suffisamment descendue pour que le courant payant dans la bobine de tension 32 'ne- puisse plus main- tenir le bras de contact 24, celui-ci, sous l'action d'un ressort de rappel non'représentée s'applique à nouveau contre le contact fixe 33 et .commande- alors le transistor 30 vers son domaine de libre passage. Le jeu procèdent commence à nouveau.
La bobine de courant 36 est branchée de telle sorte qu'elle
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soutient la bobine de tension 32,dans son effet lorsou'on prélevé un courant d'utilisation sur la dynamo. Cela a pour conséquence Que le bras de courant 34 avec une charge croissante du courant prélevée se soulève déjà pour des valeurs de tension très faibles, de sorte qu'on a une ligne caractéristique de réglage très inclinée, Pour éviter alors une décharge de la batterie lorsque la dynamo, en raison d'une trop faible vitesse de rotation donne une tension trop faible, il est prévu une soupape électrique V, qui n'est traversable que dans la direction de courant correspondant - à la flèche Iv mais reste fermé dans le sens opposé. Une telle soupape peut être constituée par une diode semi-conductrice.
Le dispositif de réglage de la figure 4 présente, par rapport à ceux décrits, une ligne caractéristique qui s'étend rectiligne seulement jusqu'à une valeur déterminée du courant pré- levé sur la dynamo et qui, ensuite, se prolonge avec une brisure prononcée. Pour réaliser une telle forme de courbe, il est prévu, pour commander un transistor 40 deux commutateurs magnétiques sépa- rés : un.relais de tension 41 dont la bobine magnétique 42 est reliée aux balais de la dynamo, ainsi qu'un relais de courant 45 dont la bobine 46 comporte peu de spires de gros fil et est intercalée dans la canalisation de liaison entre le balai positif de la dynamo et l' électrode positive d'une batterie représentée au dessin en 48.
La bobine de tension 42 coopère avec un bras de contact mobile 44, dont le contact fixe correspondant 43 est connecté en série avec le bras de contact 47 appartenant au relais de courant.
C'est seulement lorsque les deux bras sont dans la position de fermeture représentée, que le courant peut passer par l'électrode de base B du transistor qui., de son côté, maintient un courant d'excitation puissant à travers l'enroulement de champ F versl'élec- trode émettrice E et de'là., à travers l'életrode de collecteur C vers le balai négatif.
Lorsque la tension aux balais de la dynamo dépasse sa valeur limite fixée, le relais de tension ouvre le circuit de courant de base du transistor et diminue ainsi l'excitatin
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de la dynamo provisoirement jusqu'à, ce au'une valeur limite infé- rieure soit atteinte, pour laquelle la bobine de tension 42 ne peut plus maintenir le bras 44 dans sa position d'ouverture, ce qui ferme à nouveau le circuit de courant de base.
Le courant excitateur passant du relais de courant 45 à travers l'enroulement de champ F, est commandé indépendamment de la valeur de la tension de la dynamo. Lorsqu'un courant d'utili- sation IV est pris à la dynamo et que son intensité dépasse une valeur prédéterminée, le relais de courant 45 répond et déconnecte également l'électrode de base B du balai négatifde la-dynamo, de . sorte que celle-ci ne peut pas être surchargée et peut continuer à tourner sans danger avec une excitation nettement abaissée.
Comme dans l'exemple de fig. 3, la canalisation de liaison entre le pôle positif de la'dynamo et la batterie 48 comprend une diode semi-conductrice V qui, en cas de trop faible tension à la dynamo;, 'empêche une décharge de la batterie à travers la dynamo.
Dans les dispositifs de réglage des figures 5-7, on utilise également des transistors pour commander le courant exci- tateur de la dynamo, mais ils sont employés comme éléments de commu- tation sans contacts pour contrôler la valeur limite.
Dans le dispositif de la figure 5, l'électrode de 'collecteur C du transistor 50 est branchée directement sur le balai négatif, tandis que l'enroulement de champ F est relié d'un côté au balai positif et de l'autre côté à l'électrode émettrice E. La base B est reliée indirectement au balai négatif par une résistance R.
Dans la eanalisation de liaison entre le balai positif et l'électrode de base B, est intercalé . un indicateur de valeur limite D qui agit pour que l'excitation de la dynamo soit périodiquement ouverte et fermée. Cet indicateur D présente jusqu'à des valeurs de tension déterminées une haute résistance de passage. Lorsque, avec la commutation représéntée, la tension de la dynamo 'est 'basse ei que, en conséquence, la résistance au passage de D est élevée, il s'écoule un courant important Ie à travers l'enroulement de champ F
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en provenance de l'électrode émettrice E vers l'électrode de collec, teur C et de là vers le balai négatif de la. dynamo. Lorsque l'exci- tation croît, la tension croît également entre les balais a et b et, -en conséquence, également le courant excitateur à travers le transistor.
Un tel contrôle de croissance de la tension aboutit finalement à des valeurs de tension qui provoquent le basculement du dispositif D, de sorte au'il présente une résistan ce au passage plus faible. Il en résulte alors une chute de tension plus importante à la résistance R qui barre le transistor, de telle sorte que seul un faible courant excitateur peut passer à travers l'enroulement de champ. Grâce à celà, la tension de la dynamo tombe rapidement à une valeur pour laquelle l'indicateur de valeur limite D reprend une nouvelle résistance de passage élevée et ouvre à nouveau le transistor. Comme l'indicateur de valeur-limite ayant ces propriétés de basculement, on peut prendre des dio- des à semi-conducteur dont les courbes caractéristiques ont une branche fortement descendante.
Dans les dispositifs des fig. 6 et 7, la commande du transistor incorporé dans le circuit d'excitation de la dynamo, est assurée par des résistances dont les valeurs peuvent être modi- fiées dans de larges mesures par apport de chaleur.
Dans le dispositif de la fig. 6, la canalisation entre la base B et l'électrode collecteur C du transistor 60 comprend une canalisation froide K qui est entourée par une bobine chauffante H. En série avec l'enroulement H est montée une diode à cristal D' qui est en liaison avec le balai positif de la dynamo. La diode D -fonctionne dans le sens de la fermeture. La résistance de fermeture est grande tant que la tension appliquée reste en-dessous d'une va- leur déterminée de tension de traversée au-dessus de laquelle la. résistance est faible. Dans le cas de tension de génératrice faible, il est maintenu dans l'enroulement F un courant excitateur plus fort, car la résistance du conducteur froid K est basse et que le courant In passant dans la bobine chauffante H est également
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faible.
Lorsque la tension de la dynamo croît, le courant Ie passant dans l'enroulement de champ F croît également de sorte que la tension de dynamo atteint finalement une valeur pour laquelle la tension appliquée à la diode D atteint la valeur de traversée et le courant de chauffage Ih atteint des valeurs importantes. Cela a pour'conséquence que la résistance du conducteur froid K croît en peu de temps suffisamment pour que le transistor 60 soit fermé et que le courant d'excitation Ie ainsi que la tension de la dynamo commence à décroître. Lorsque la tension de traversée est dépassée, le courant de chauffage Ih est à nouveau très faible, et la résistancedu conducteur froid K qui se refroidit devient rapidement assez basse pour que,le transistor atteigne son état de passage et le jeu peut recommencer à nouveau.
Le montage de la figure 7 comporte, au lieu d'un conduc- teur froid, un conducteur chaud L qui est entouré ci'une bobine chauffante 4. Le conducteur chaud est monté dans la canalisation de liaison de la base B vers le balai positif de la dynamo, tandis que dans la canalisation reliant la base B au talai négatif, est insérée une résistance de limitation R. Dans le circuit de l'enroule- ment chauffant H est insérée, comme dans le dispositif de fig. 6, une diode à cristal D dont a résistance est importante au-dessous de la tension de coupure, et faible au-dessus.
Tant que la tension de dynamo reste inférieure à la tension de passage, le courant chauffant In qui passe à travers l'enroulement H est encore faible et,. en conséquence, la résistance du conducteur chauffant L est grande. Il s'écoule alors,à travers le transistor 70, un courant excitateur Ie plus fort qui agit pour accroître rapidement la tension de la dynamo, Aussitôt que la tension appliquée à la diode D atteint la tension de coupure, le courant de chauffage In croit et chauffe le conducteur L dont la résistance tombe avec. la température jusqu'à ce qu'elle atteigne finalementune valeur pour laquelle le transistor est placé à l'état de mauvais conducteur et la tension du générateur commence à
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décroître en raison du courant excitateur Ie décroissant.
Le courant chauffant In décroît alors en même temps cue la tension de dynamo grâce à quoi le conducteur chauffant se refroidit à nouveau jusqu'à ce que sa résistance a.tteigne une valeur pour laquelle le transistor est à nouveau ouvert et peut envoyer vers l'enroulement F un courant excitateur croissant.
Les figures 8 et 9 concernent des dispositifs de réglage pour le réglage de tension sans contacts, dans lesquels le courant passant dans-le circuit d'excitation est influencé direc tement par des diodes à semi-conducteurs D.
La dynamo à régler de la figure 8 a deux enroulements de champ F1 et F2 L'un F1 est en fil fin et à nombreuses. spires, tandis que l'autre F2 est à peu de spires de fil gros. La résistance de l'enroulement F1 est environ le triple de celle de F2 Les deux enroulements sont montés en série. La diode D est montée en parallèle avec l'enroulement F1 Elle est en germanium et présente:, dans le sens de la fermeture une courbe caractéristique fortement descendante.
Cette forme de courbe a pour conséquent que la diode D reste fermée jusqu'à ce que la dynamo se soit excitée, par les deux enroulements F1 et F2 jusqu'à une tension pour laquelle la diode bien qu'en service dans le sens de la fermeture, prenne une valeur conductrice élevée et court-circuite au moins partiellement l'enroulement F1 Grâce à celà, l'excitation de la dynamo commence à décroite et avec elle la tension aux balais., jusqu'à ce que la tension atteigne finalement une valeur pour laquelle la diode bascule en revenant à l'état de fermeture et oblige le courant excitateur à traverser 1'enroulement F, de sorte que la dynamo est à nouveau excitée davantage et le jeu recommence Au lieu du second enroulement de champ F,
on peut aussi prévoir une résistance h qui constitu.e environ -Lui tiers de la résistance de courant continu de l'enroulement F1
Dans l'exemple de la figure 9, la dynamo présente égale- ment deux enroulements F1 et F. L'enroulement F2 est monté en
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opposition à F1 et est en série avec une diode au germanium D qui présente une courbe caractéristique fortement coudée. La résistance de F2 est choisie telle que la diode fonctionne au point de ce coude lorsque la dynamo est à la tension limite prévue. Dès que la tension dépasse cette valeur prévue, le courant J2 qui passe à travers F1 croît fortement et suspend en grande partie l'excitation magnétique produite dans F1 de sorte que la tension de la dynamo commence à baisser.
Ainsi la tension de service de la diode D décroît également jusqu'à un domaine dans lequel sa résistance au passage est plus grande. En conséquence, le courant J2 réduit - qui provoque l'excitation totale diminue encore davantage que ce que provoquerait la seule réduction de tension entre les balais de la dynamo et l'excitation totale à travers F1 et F2 commence à nouveau à croître. Avec la tension croissante, la diode D revient également dans un domaine de fonctionnement à plus grande possibilité conduc- trice et le jeu recommence.
Les exemples des fig. 10 et 11 présentent, dans le circuit de commande du transistor de tension, un semi-conducteur sensible à la lumière. Dans la fig. 10, une photodiode est intercalée entre la base B et le balai négatif du générateur. Elle coopère avec une lampe à incandescence 80 qui est branchée aux deux balais de la dynamo G. Entre la photo diode P et la lampe 80, est disposé un diaphragme qui présente une partie fixe 81 et une partie mobile 82.
La partie mobile 82 est solidaire d'une armature 83, à laquelle est adjointe une bobine électromagnétique 84 et elle est déplacée e dépendance, du courant traversant la bobine, de telle manière que l'ouverture du diaphragme est plus petite lorsque la. tension de 'la dynamo est au-dessus de sa valeur limite prévue. Dans ce cas, la diode ne peut recevoir que peu ou pas de lumière de la lampe. Elle présente donc une résistance élevée et ferme le tran- sistor de tension monté en série avec l'enroulement de champ F.
Cette résistance plus grande dans le circuit d'excitation a pour conséquence que la tension de la dynamo commence à décroître. Le
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courant 'SSS2.ili Ct.ilS la bobine .3. n'est plus suffisant pour maintenir 1'armature 83 dans sa position attirée. Un ressort non représenté retire alors la partie de diaphragme 82 en la séparant de la partie fixe 81 et laisse ainsi passage au faisceau lumineux de la lampe 80 vers la photodiode P. Celle-ci devient à faible résistance et commande le transistor 85 vers son état de libre passage. La tension de dynamo commence alors à croître à nouveau et le jeu se répète..
Dans l'exemple de la figure 11, il y a deux écrans 90 et 91 devant la photodiode P. Ils forment un diaphragme fixe mais réglable pour les rayons d'une lampe 92. La dépendance de l'intensité d'éclairement de la diode avec la tension de génératrice à régler est obtenue au moyen d'une diode de Zener Z, qui est inter- calée dans le circuit de la lampe dans le sens de la fermeture,' et qui possède une courbe caractéristique fortement coudée. La disposi- tion est telle;, que la diode de Zener Z atteint sa tension de rup- ture et laisse passer un courant suffisant pour illuminer la lampe 92, des que la tension de dynamo est parvenue à sa valeur limite.
En raison de l'éclairement, la photodiode, primitivement très ré- sistante, devient conductrice et ferme ainsi le transistor 95 dont la base est reliée par une résistance 96 au balai né-
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'natif et à travers la photodiade. P avec le balai positif.
A l'état fermée le transistor ne transmet qu'un courant faible dans l'enroulement de champ F. La tension de la dynamo descend donc , jusqu'à ce que, àla diode de Zener, la tension partielle appliquée descende au-dessous .de la valeur de rupture. -Alors, la lampe 92
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ne pe 2t plus recevoir lLn. cou ra-rit suffisffilt pour l' al7¯ur-.Zer. La photo- diode devient à'haute''résistance et ouvre à nouveau le transistor qui agit pour envoyer un courant d'excitation plus fort ayant pour effetun accroissement nouveau de la tension.
La figure 12 représente en F la bobine de champ d'une dynamo à -courant continu qui peut être entraînée en rotation
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par .UÜ l:1oteu.;r non 'repr'ésenté, servant à l' ntrLlilGT1e11t d'lm véhicule automobile ou camion. L'enroule'Tient est monté en dé-
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rivation sur le rotor G.
L'enroulement est relié par une de ses extrémités au balai négatif a de la dynamo de lumière., tandis que l'autre extrémité est reliée à l'électrode C1 de collecteur d'un transistor à surfaces 110 dont l'électrode d'émission E1 est reliée au balai positif b de la dynamo lumière. La grandeur du courant d'excitation Je qui passe à travers la bobine de champ F et par conséquent la grandeur de la tension induite dans le rotor G prélevée aux balais a et b, est en dépendance du courant de base JB passant à travers l'électrode B1 du transistor lequel courant est conduit à la masse par le balai négatif a à travers une résistance 111 d'environ 100 ohns.
En vue de la commande du transistor 110 il est prévu un second transistor 120 qui est branché de telle sorte qu'il fournisse une oscillation électrique auto-excitatrice. Dans ce but, il est prévu dans son circuit de sortie un transforma- teur dont le noyau en fer est désigné par 121 et qui porte trois enroulements bobinés dans le même sens 122, 123 124 L'en- roulement médian 123 comporte environ 90 spires à 20 MHY et est connecté par une de ses extrémités à la canalisation de masse qui est reliée au balai négatif a. Son autre extrémité est reliée à l'électrode collectrice Ce du transistor 120 .
Dans la canalisation qui relie le balai positif b de la'dynamo lumière à. l'électrode émettrice E2 de ce transistor, est branchée une batterie auxiliaire H d'une tension UH d'environ 2 volts, de. telle sorte que l'électrode émettrice E2 ait un potentiel inférieur à celui du'balai positif b.
Sur le côté entrée du transistor 120, l'électrode de base B2 est reliée d'une part,à travers une résistance réglable 125 d'environ 10 ohms, au balai positif b et à la plaque positive de la batterie auxiliaire H, d'autre part au balai négatif a de la dynamo à travers une suite d'organes de connexion à savoir:
une résistance 126 d'environ 40-50 ohm une conduite chauffante 127 dont la résistance à l'état froid s'élève
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à environ 10 ohms et la bobine 124 à basse résistance avant laquel- le est dérivé un redresseur 128 qui est relié à l'électrode de base B du transistor en coaun avec un second redresseur @ 129 raccordé à l'enroulement 122 du transformateur 121
La canalisation de chauffage 127 qui possède à l'état froid une résistance plus élevée qu'à l'état chaud, est entourée d'une bobine chauffante 130 qui est dans le circuit de la canalisa- tion d'amenée 131 allant du balai positif b de la dynamo à la batterie 132. A celle-ci peuvent être branchés divers appareils utilisateurs que la figure n'indique que schématiquement en traits interrompus en 133.
Pour éviter que la batterie ne puisse se déchar ger à travers la dynamo lumière, il est prévu dans la canalisation d'amenée un redresseur 134 à métal semi-conducteur
Le mode de fonctionnement du dispositif de réglage se comprend facilement si on considère que la tension U de la dynamo lumière prélevée aux balais a et b, est contrôlée dans sa croissance et que la résistance 125 est réglée de telle sorte que, lorsqu'on atteint la tension prévue, la tension partielle abaissée à la résistance 125 amène la base B2 au même potentiel que l'électrode émettrice négative E2 du transistor 120.
Grâce à cela le transistor 120 est rendu conducteur et il provoque un courant de collecteur J2 lequel induit dans l'enroulement 124' une tension indiquée par la flèche U2
La tension U2 produite dans l'enroulement 124 est orientée de telle manière qu'elle rend la base B2 du transistor encore plus fortement'négative par rapport à l' électrode émettrice E2 et qu'on produit ainsi un courant de base fortement croissant et en conséquence un courant de collecteur J2 également fortement croissant. La valeur maximum du courant de base est donnée par la grandeur de la tension induite U2 et la grandeur des résistances 126 et 127. La tension U2 induite par le courant de collecteur J2 pendant sa croissance, ne varie que peu.
Le courant de collecteur atteint cependant bientôt sa valeur maximum laquelle est déterminée
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par la valeur maximum du courant de base et par les caractéristiques de construction du transistor.
Lorsque cette valeur maximum s'est instituée, la ' tension U2 induite dans les enroulements disparaît et le potentiel de l'électrode de base B2 revient à une valeur plus élevée, de sorte que le -courant de base JB ne peut plus être maintenu à la valeur qu'il avait précédemment. Par cela, le courant de collecteur J2 est également freiné. L'inductance de l'enroulement 123 agit à l'encontre de cette variation du courant de collecteur et produit une impulsion, de tension qui est indiquée dans la figure au moyen d'une flèche de tension U2 en traits tiretés. Sous l'effet de cette impulsion de tension, le transistor 120 est ramené totalement à l'état non conducteur, état dans lequel il sera maintenu jusqu'à ce que l'impulsion de tension U'2 soit éteinte.
Alors le jeu décrit peut se reproduir lorsque la tension U de la dynamo lumière atteint à nouveau la valeur lumière prévue.
Etant donné que les tensions U2 et U2 produites dans la bobine 124 en conséquence des variations du courant de col- lecteur J2 agissent sur le .potentiel de la base B1 et ainsi sur le circuit d'entrée du transistor 120 dans le sens d'un renforcement de ces variations, il se crée des oscillations électri- ques auto-excitées, par lesquelles le transistor 120 oscille en va-et-vient entre un.état de service à courant de collecteur J2 élevé et un état à courant de collecteur bas, à la manière d'un 'oscillateur interrupteur cela se produisant aussi sauvent que la tension croissante de.la dynamo lumière atteint la valeur limite réglée au moyen de la résistance 125.
Les impulsions de tension U2 et U2 sont appliquées à travers les redresseurs 128 et 129 à un.condensateur de charge 135 dont la grandeur est adaptée à la constante de temps de la dynamo. Il a..une capacité d'environ 50 micro-farad et est monté en parallèle avec la résistance de base III d.e la base B, du premier transistor 110. Chacun des à-coups de tension a pour effet que le potentiel de la base B est relevé pour un court
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instant et que le courant excitateur J2 est fortement freiné, grâce à quoi la. tension de la dynamo lumière est abaissée.
L'abaissement de tension au-dessous de la valeur limite prévue a pour conséquence que, aussi longtemps que la dynamo ne s'est pas réexcitée d'elle-même jusqu'à sa tension limite, le transistor 120 reste fermé et en conséquence ne peut donner sur le transistor 110 aucune impulsion d'abaissement de la tension de la dynamo.
Pour empêcher une surcharge de la dynamo par des cou- rants d'utilisation trop élevés, son courant de charge est guidé à travers la bobine chauffante 130. Plus le courant de charge est élevé, plus la chaleur produite dans la bobine 130 est grande et en conséquence plus la résistance de la conduite chauffante 127 est basse- Ainsi la condition de répartition de tension à l'électrode de base B2 est modifiée de telle sorte que déjà pour une tension d.e dynamo très faible, la tension partielle abaissée à la résistance 125 est suffisante pour ouvrir le transistor 120. Il s'institue ainsi aux balais de la dynamo une tension réglée qui décroît vers des valeurs plus faibles à mesure que la charge croit.
Afin qu'aucune pointe de tension nuisible ne puisse se produire sur la bobine de champ F lorsque le transistor de tension 110 monté dans le circuit d'excitation est amené à l'état fermée il est recommandé de monter, comme indiqué dans la figure 12 en tireté, un redresseur 136 en parallèle, à la bobine du champ de telle manière que, pour une excitation constante, il ne laisse passer pratiquement aucun courant. Lorsqu'on emploie pour redresseur un cristal, il peut être recommandable d'intercaler dans la canalisa- tion d'amenée au redresseur 136 une résistance de limitation 137.
Dans le cas de dynamos à débit plus grand, il peut être en outre uti- le de brancher une résistance d'amortissement 138 en parallèle avec la bobine de champ.
L'exemple représenté figure 13 se différencie de la fig. 12 en ce que, au lieu de la batterie auxiliaire H, il est prévu deux redresseurs 141 et 142 montés en série et raccordés d'un
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@ côté au pôle positif de la dynamo et de l'autre côté à l'émetteur E du transistor de contrôle 140. Ils forment ensemble une résistance 143 quisse trouve entre l' électrode émettrice E et le balai négatif de la dynamo et qui constitue, en coopération aux deux résistances 144 -et 145 montées en série, un pont électrique dans la branche 'diagonale duquel est placée la plaque de base émettrice du transistor 140.
Les redresseurs 141 et 142 présentent des courbes caractér à forte courbure et produisent en conséquence de manière naalogue à -la batterie H de la fig. 12 une tension d'équi- librage qui sert de grandeur de comparaison pour la tension limite réglable au moyen de la résistance 144. Comme dans l'exemple précé- dent,l'électrode de collecteur C est raccordée au point de jonction des enroulements 122 et 123 du transformateur non représenté dans la figure 13.
-Pour produire une tension d'égalisation entre l'émectrode émettrice E et le balai positif de la dynamo, on peut, au lieu des deux redresseurs 141 et 142 utiliser aussi une diode à cristal ayant dans le domaine de la fermeture une ,courbe caractéristique presque à angle droit. Une telle diode, dénomée diode de Zener, est indiquée dans la figure en traits interrompus 146. Par rapport à l'emploi des redresseurs, une telle diode présente l'avantage que la/résistance 147 montée en série avec elle pour constituer un répartiteur de t.ension, peut être choisie résistance ohmique relativement élevée.
Afin que le dispositif de réglage suivant la figure 13 maintienne une tension-limite décroissante en cas de charge crois- santé, on peut incorporer dans à canalisation de liaison du balai positif de la dynamo à la résistance 144 réglable, une résistance 148 ayant une valeur d'environ cinq millièmes d'un ohm Au point de jonction de cette résistance avec la résistance réglable 144, on branche alors-la batterie 132 à travers une diode semi-conductrice 149.
Suivant la grandeur du courant de charge pris à la dynamo lumière, il y a à la résistance 148 une chute de tension qui agit
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pour que le transistor 140 devienne conducteur déjà pour des valeurs très faibles de la tension de dynamo et doline, à travers les ' enroulements de transformatue comme dans l'exemple de la figure 12, des impulsions de fermetures sur le transistor 110 en vue d'abaisser l'excitation de la dynamo.
Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés' à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
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The invention relates to an adjustment device for a low-voltage rotary electric current generator with at least one field winding mounted as a shunt, in particular for truck lighting dynamos. In addition to the increasing demands on the precision of the adjustment, increasingly higher demands are being placed on the interference caused by sparks from the control devices for truck dynamos.
Until now, mainly electromagnetically actuated contactors have been used for the adjustment which, if the voltage at the lighting dynamo is too high, weakens the exciter current flowing through the field coil up to that the dynamo voltage drops to a limit value and again causes the switch to connect the coil
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of field, against the magnetic excitation aui is lowered in the meantime, with the latching voltage induced in the rotor of the dynamo and taken from its brushes. In the case of generators with high excitation voltages, the load applied to the switch contacts is so high that the contacts, despite careful spark extinction, often deteriorate rapidly.
In addition, it is difficult to suppress the interference of stars due to the opening and closing of the contacts.
..: The device of the invention avoids these drawbacks. It is characterized by that it uses a lice semiconductor to influence the excitation current flowing through the field coil.
A particularly advantageous result is obtained when a transistor is inserted in the excitation current circuit of the current generator and when a magnetic or thermal switch is provided to control this transistor, which is closed and open in turn. dependence on the magnitude of the generator voltage to be adjusted. The commutatue used for the control of the transistor can, in this case, be provided either with movable contacts ,. or with fixed contacts. The particular advantage in both cases lies in that the transistor is not put into service alternately in the closed state or in the on state, and this results in very high control efficiency.
Instead of magnetic or thermal switches, it is possible, according to another characteristic of the invention, to use switching elements * for the control of the transistor, elements of which the passage resistance varies as a function of the applied voltage and in determined stages of the transistor. voltage values.
When these non-linear switching elements are designed for sufficiently high voltage values, it is also possible, according to another characteristic of the invention, to couple them in series directly with the -or the field windings of the generator, current. the invention also relates to an adjustment device
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intended to ensure the adjustment, without contacts, of the voltage of a generator mounted as a bypass on an engine and especially of a lighting dynamo intended to be put into service on a truck or the like.
This device is characterized by an adjustable transistor mounted in the excitation circuit of the dynamo and controlled by a second transistor whose output voltage is, at least in part, back-coupled with its input in order to maintain an automatic oscillation. -exciting.
The invention also extends to the characteristics resulting from the following description and the appended drawings as well as to their possible combinations.
The description relates to exemplary embodiments shown in the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a connection diagram of an adjustment device with a transistor and a magnetic switch with fixed contacts serving to control the transistor.
FIG. 2 is the diagram of a similar adjustment device in which the magnetic switch has movable contacts; -figures 3 and 4 show devices having an angled characteristic curve; FIGS. 5, 6, 7 show various devices in which the control of the transistor is ensured by a semiconductor with a nonlinear characteristic resistance curve; -figures 8 and 9 are devices in which a non-linear resistance semiconductor is mounted directly in the supply pipe to. the field winding of the generator.
-figures 10 -and 11 show regulators controlled by photo-diodes.
'-figure 12 relates to a direct current dynamo provided with the adjustment device of the invention.
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FIG. 13 is an alternative embodiment of the device of the invention comprising rectifiers instead of an auxiliary battery.
The regulator of Fig. 1 is intended for a dynamo-light for use on trucks, the dynamo having a direct current rotor G and a field winding F mounted in shunt. The voltage induced in the rotor is taken by brushes a and b and brought to user devices not shown in the drawing. , The winding F is connected by one of its ends to the negative brush .de the dynamo and, by its other end to the collector G of a transistor 10 which determines the magnitude of the excitation current flowing in the winding F. For control the transistor, a magnetic switch 11 is provided, the exciter coil of which is indicated at 12 and which is connected on one side to the positive brush, and on the other side to the negative brush of 'la' dynamo.
The contact finger of the switch is connected to the base B of the transistor 10 through a resistor 15, while the fixed contact 13 is connected to the negative brush of the dynamo.
As long as the voltage induced in the rotor has not yet reached its limit value, switch 11 remains closed. The potential of the base B is then only slightly lower than that of the emitting electrode E. Consequently, it flows, through the emitting electrode E towards the collector electrode C of the transistor 10, and hence through the field flow F a stronger excitation current Ie which has the consequence that, for a sufficient rotational speed of the dynamo, the voltage at the brushes increases sharply.
The magnetic switch is set so that the magnetized current which flows through the coil 12 raises, when the limit voltage is reached, the arm 14 out of the contact 13, and thus turns off the base: B of the transistor. This has the consequence that the exciting current Ie and consequently the strength of the magnetic field and also the voltage at the brushes of the dynamo, decrease.
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until switch 11 returns to its offset position.
In this connection mode, the voltage values for which the transistor is controlled to go from the free passage position to the barrier position and vice versa, are determined by the setting adopted for the magnetic switch 11.
The same description applies to the connection according to fig. 2 in which, instead of a magnetic switch with rest contacts, there is produced a magnetic switch 21 with working contacts, the contact arm 24 of which cooperates with a contact pad 23. On the contact arm 24 are connected. on the one hand a resistor 25 which leads to the negative brush of the dynamo and, on the other hand, the base electrode of a transistor 20. As in the previous example, the emitting electrode of the transistor 20 is connected directly to the positive brush a, but the collector electrode 6 is, by contrast, connected to the bal. negative across the F field winding.
As long as the dynamo voltage has not yet reached its limit value, it flows through the electrode. emitting towards the collector electrode and from there through the field winding F, a stronger exciter current which results in an increase in the voltage of the dynamo and which also increases with increasing voltage, until that the voltage at the brushes has reached the limit value, for which the magnetizing coil 22 of the switch 21 has the power to pull the switch into its closed position and thus bring the transistor 20 to the blocked state. When the transistor is closed the exciter current I, which passes through the field winding, has a substantially lower value.
The strength of the magnetic field therefore drops rapidly until the voltage induced in the rotor of the dynamo is no longer sufficient to maintain the contact arm 24 in the closed position. This then rises out of contact 23 and thus separates the base B of the positive brush of the dynamo.
The game described above then starts again.
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The adjustment device of figure 3 represents a variant of that of figure 1. By displacement of the field winding in the emitting circuit, the total current constituted by the collector current and the base current, is used, ¯ and in addition, the basic resistance is removed. The device contains an electromagnetic switch 31 with movable contact arm 34 which cooperates with a fixed contact 33, and which is actuated by two magnetic coils. The coil 32 consists of numerous turns of fine wire, and is connected, as a tension coil, by one of its ends directly to the positive brush and by its other end directly to the negative brush of the dynamo. The coil 36 of the switch is designed as a current coil. It only has a few coils of thick wire.
It is inserted in the circuit of the connection pipes between the positive brush and a battery. represented in 38
As long as the contact arm 34 rests against the fixed contact 33 and thus connects the base B of the transistor 30 with the negative brush of the dynamo, a high exciter current J3 flows through the field winding F of the dynamo . This current has the effect that, even for a constant speed of rotation of the dynamo, the voltage induced in the rotor increases and finally reaches a value at which the voltage coil lifts the arm 34 out of the contact 33 and thus interrupts the current s 'flowing from the base B of the transister to the negative brush.
Then, the excitation current passing through the field winding F also decreases sharply, and the voltage at the dynamo brushes begins to decrease.
When the tension of the dynamo is sufficiently lowered so that the paying current in the tension coil 32 'can no longer maintain the contact arm 24, the latter, under the action of a non-return spring. shown again applies against the fixed contact 33 and then controls the transistor 30 towards its free passage domain. The game proceed begins again.
The current coil 36 is connected in such a way that it
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supports the voltage coil 32, in its effect when an operating current is taken from the dynamo. This has the consequence that the current arm 34 with an increasing load of the current drawn off already rises for very low voltage values, so that there is a very inclined adjustment characteristic line, To then avoid a discharge of the battery when the dynamo, due to too low a speed of rotation gives too low a voltage, an electric valve V is provided, which is only passable in the direction of current corresponding - to the arrow Iv but remains closed in the opposite. Such a valve can consist of a semiconductor diode.
The adjustment device of FIG. 4 presents, compared to those described, a characteristic line which extends rectilinear only up to a determined value of the current taken from the dynamo and which, then, is extended with a pronounced break. . To achieve such a shape of a curve, two separate magnetic switches are provided to control a transistor 40: a voltage relay 41, the magnetic coil 42 of which is connected to the brushes of the dynamo, as well as a current relay 45, the coil 46 of which has few turns of coarse wire and is interposed in the connecting pipe between the positive brush of the dynamo and the positive electrode of a battery shown in the drawing at 48.
The voltage coil 42 cooperates with a movable contact arm 44, the corresponding fixed contact 43 of which is connected in series with the contact arm 47 belonging to the current relay.
It is only when the two arms are in the closed position shown, that the current can pass through the base electrode B of the transistor which, in turn, maintains a strong excitation current through the winding of field F to the emitting electrode E and beyond, through the collector electrode C to the negative brush.
When the voltage at the dynamo brushes exceeds its fixed limit value, the voltage relay opens the base current circuit of the transistor and thus decreases the excitation.
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dynamo temporarily until a lower limit value is reached, at which the voltage coil 42 can no longer maintain the arm 44 in its open position, which again closes the current circuit basic.
The exciter current flowing from the current relay 45 through the field winding F is controlled independently of the value of the voltage of the dynamo. When a working current IV is taken from the dynamo and its intensity exceeds a predetermined value, the current relay 45 responds and also disconnects the base electrode B of the negative brush of the dynamo, from. so that it cannot be overloaded and can continue to run without danger with a markedly lowered excitation.
As in the example of fig. 3, the connecting pipe between the positive pole of the dynamo and the battery 48 comprises a semiconductor diode V which, in the event of too low voltage at the dynamo ;, 'prevents discharge of the battery through the dynamo.
In the regulators of Figures 5-7, transistors are also used to control the exciter current of the dynamo, but they are employed as contactless switching elements to control the limit value.
In the device of figure 5, the collector electrode C of the transistor 50 is connected directly to the negative brush, while the field winding F is connected on one side to the positive brush and on the other side to the negative brush. the emitting electrode E. The base B is indirectly connected to the negative brush by a resistor R.
In the eanalisation of connection between the positive brush and the base electrode B, is interposed. a limit value indicator D which acts so that the excitation of the dynamo is periodically opened and closed. This indicator D has up to determined voltage values a high pass resistance. When, with the switching shown, the voltage of the dynamo is low and therefore the resistance to the passage of D is high, a large current Ie flows through the field winding F
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from the emitting electrode E to the collector electrode C and from there to the negative brush of the. dynamo. As the excitation increases, the voltage also increases between brushes a and b and, consequently, also the exciter current through the transistor.
Such voltage growth control ultimately results in voltage values which cause device D to tilt, so that it has lower resistance to passage. This then results in a greater voltage drop at resistor R which bars the transistor, so that only a small exciter current can pass through the field winding. Thanks to this, the voltage of the dynamo quickly drops to a value for which the limit value indicator D takes up a new high pass resistance and opens the transistor again. As the limit value indicator having these tilting properties, it is possible to take semiconductor diodes whose characteristic curves have a strongly descending branch.
In the devices of FIGS. 6 and 7, the control of the transistor incorporated in the excitation circuit of the dynamo, is ensured by resistors whose values can be modified to a large extent by the addition of heat.
In the device of FIG. 6, the pipe between the base B and the collector electrode C of the transistor 60 comprises a cold pipe K which is surrounded by a heating coil H. In series with the winding H is mounted a crystal diode D 'which is connected with the positive brush of the dynamo. Diode D - works in the closing direction. The closing resistance is great as long as the applied voltage remains below a determined value of the cross-over voltage above which the. resistance is low. In the case of low generator voltage, a stronger exciter current is maintained in the winding F, because the resistance of the cold conductor K is low and the current In passing through the heating coil H is also
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low.
As the voltage of the dynamo increases, the current Ie passing through the field winding F also increases so that the dynamo voltage finally reaches a value for which the voltage applied to the diode D reaches the crossing value and the current of heating Ih reaches high values. This has the consequence that the resistance of the cold conductor K increases in a short enough time for the transistor 60 to be closed and for the excitation current Ie as well as the voltage of the dynamo to begin to decrease. When the crossover voltage is exceeded, the heating current Ih is again very low, and the resistance of the cold conductor K which cools quickly becomes low enough that the transistor reaches its on state and the game can start again.
The assembly of figure 7 comprises, instead of a cold conductor, a hot conductor L which is surrounded by a heating coil 4. The hot conductor is mounted in the connecting pipe from the base B to the positive brush. of the dynamo, while in the pipe connecting the base B to the negative talai, is inserted a limiting resistor R. In the circuit of the heating coil H is inserted, as in the device of fig. 6, a crystal diode D whose resistance is high below the cut-off voltage, and low above.
As long as the dynamo voltage remains lower than the passing voltage, the heating current In which passes through the winding H is still low and ,. therefore, the resistance of the heating conductor L is large. A stronger exciter current Ie then flows through transistor 70 which acts to rapidly increase the voltage of the dynamo. As soon as the voltage applied to diode D reaches the cut-off voltage, the heating current In increases and heats the conductor L whose resistance drops with it. temperature until it finally reaches a value at which the transistor is placed in the state of bad conductor and the generator voltage begins to
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decrease due to the decreasing exciter current Ie.
The heating current In then decreases at the same time cue the dynamo voltage whereby the heating conductor cools again until its resistance a. Reaches a value at which the transistor is again open and can send to the winding F an increasing exciter current.
Figures 8 and 9 relate to regulating devices for contactless voltage regulation, in which the current flowing in the excitation circuit is influenced directly by semiconductor diodes D.
The dynamo to be adjusted in figure 8 has two field windings F1 and F2 One F1 is fine wire and many. turns, while the other F2 is a few turns of coarse wire. The resistance of the winding F1 is approximately three times that of F2. The two windings are connected in series. The diode D is connected in parallel with the winding F1 It is made of germanium and presents :, in the direction of closure a strongly descending characteristic curve.
This curve shape has for consequence that the diode D remains closed until the dynamo is excited, by the two windings F1 and F2 up to a voltage for which the diode although in service in the direction of the closing, takes on a high conductive value and at least partially short-circuits the winding F1.Thanks to this, the excitation of the dynamo begins to decrease and with it the voltage to the brushes, until the voltage finally reaches a value for which the diode switches back to the closed state and forces the exciter current to pass through the winding F, so that the dynamo is again energized more and the game starts again Instead of the second field winding F,
it is also possible to provide a resistor h which constitutes approximately -lui third of the direct current resistance of the winding F1
In the example of figure 9, the dynamo also has two windings F1 and F. The winding F2 is mounted in
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opposed to F1 and is in series with a germanium diode D which has a strongly angled characteristic curve. The resistance of F2 is chosen such that the diode operates at the point of this knee when the dynamo is at the expected limit voltage. As soon as the voltage exceeds this predicted value, the current J2 which passes through F1 increases sharply and largely suspends the magnetic excitation produced in F1 so that the voltage of the dynamo begins to drop.
Thus the operating voltage of the diode D also decreases up to a range in which its resistance to passage is greater. As a result, the reduced current J2 - which causes the total excitation decreases even more than would be caused by the single reduction in voltage between the dynamo brushes and the total excitation through F1 and F2 again begins to increase. With the increasing voltage, the diode D also returns to a range of operation with a higher conductive possibility and the game begins again.
The examples of fig. 10 and 11 have, in the control circuit of the voltage transistor, a semiconductor sensitive to light. In fig. 10, a photodiode is interposed between the base B and the negative brush of the generator. It cooperates with an incandescent lamp 80 which is connected to the two brushes of the dynamo G. Between the photo diode P and the lamp 80, is disposed a diaphragm which has a fixed part 81 and a mobile part 82.
The movable part 82 is integral with an armature 83, to which is added an electromagnetic coil 84 and it is moved dependent on the current flowing through the coil, such that the opening of the diaphragm is smaller when the. dynamo voltage is above its expected limit value. In this case, the diode can only receive little or no light from the lamp. It therefore has a high resistance and closes the voltage transistor connected in series with the field winding F.
This greater resistance in the excitation circuit results in the voltage of the dynamo starting to decrease. The
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current 'SSS2.ili Ct.ilS coil .3. is no longer sufficient to maintain the frame 83 in its attracted position. A spring, not shown, then withdraws the diaphragm part 82 by separating it from the fixed part 81 and thus allows the light beam to pass from the lamp 80 to the photodiode P. This becomes low resistance and drives the transistor 85 to its state. vested benefits. The dynamo voltage then begins to increase again and the game is repeated.
In the example of figure 11, there are two screens 90 and 91 in front of the photodiode P. They form a fixed but adjustable diaphragm for the rays of a lamp 92. The dependence of the illumination intensity of the diode with the generator voltage to be adjusted is obtained by means of a Zener diode Z, which is interposed in the circuit of the lamp in the direction of closing, and which has a strongly angled characteristic curve. The arrangement is such that the Zener diode Z reaches its breaking voltage and allows sufficient current to pass to illuminate the lamp 92, as soon as the dynamo voltage has reached its limit value.
Due to the illumination, the photodiode, originally very resistant, becomes conductive and thus closes the transistor 95, the base of which is connected by a resistor 96 to the brush ne-
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'native and through the photodiad. P with the positive brush.
In the closed state the transistor transmits only a weak current in the field winding F. The tension of the dynamo thus goes down, until, at the Zener diode, the applied partial tension goes down below. of the break value. -So, the lamp 92
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can no longer receive lLn. Sufficient neck for the al7¯ur-.Zer. The photodiode becomes 'high' and opens the transistor again which acts to send a stronger excitation current resulting in a further increase in voltage.
Figure 12 shows at F the field coil of a direct current dynamo which can be driven in rotation
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par .UÜ l: 1oteu.; r not 'represented, used for the ntrLlilGT1e11t of a motor vehicle or truck. The winder 'Hold is mounted
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rivation on the rotor G.
The winding is connected by one of its ends to the negative brush a of the light dynamo., While the other end is connected to the collector electrode C1 of a surface transistor 110 whose emission electrode E1 is connected to the positive b brush of the light dynamo. The magnitude of the excitation current I which passes through the field coil F and consequently the magnitude of the voltage induced in the rotor G taken from the brushes a and b, is in dependence on the base current JB passing through the electrode B1 of the transistor which current is conducted to ground by the negative brush a through a resistor 111 of about 100 ohns.
For the control of transistor 110 there is provided a second transistor 120 which is connected such that it provides a self-exciting electrical oscillation. For this purpose, a transformer is provided in its output circuit, the iron core of which is designated by 121 and which carries three windings wound in the same direction 122, 123 124 The middle winding 123 has about 90 turns at 20 MHY and is connected by one of its ends to the ground pipe which is connected to the negative brush a. Its other end is connected to the collecting electrode Ce of the transistor 120.
In the pipe that connects the positive b brush of the dynamo light to. the emitting electrode E2 of this transistor is connected to an auxiliary battery H with a voltage UH of about 2 volts, of. such that the emitting electrode E2 has a lower potential than that of the positive broom.
On the input side of the transistor 120, the base electrode B2 is connected on the one hand, through an adjustable resistor 125 of about 10 ohms, to the positive brush b and to the positive plate of the auxiliary battery H, d ' on the other hand, the negative brush has dynamo through a series of connection devices, namely:
a resistance 126 of about 40-50 ohm a heating pipe 127 whose resistance in the cold state rises
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at about 10 ohms and the low resistance coil 124 before which is derived a rectifier 128 which is connected to the base electrode B of the transistor in coaun with a second rectifier @ 129 connected to the winding 122 of the transformer 121
The heating pipe 127 which has in the cold state a higher resistance than in the hot state, is surrounded by a heating coil 130 which is in the circuit of the supply pipe 131 going from the positive brush. b from the dynamo to battery 132. Various user devices can be connected to this battery, which the figure only shows schematically in broken lines at 133.
To prevent the battery from being discharged through the light dynamo, a semiconductor metal rectifier 134 is provided in the supply pipe.
The operating mode of the adjustment device is easily understood if we consider that the voltage U of the light dynamo taken from the brushes a and b, is controlled in its growth and that the resistor 125 is adjusted so that, when reaching the expected voltage, the partial voltage lowered to resistor 125 brings base B2 to the same potential as the negative emitting electrode E2 of transistor 120.
Thanks to this the transistor 120 is made conductive and it causes a collector current J2 which induces in the winding 124 'a voltage indicated by the arrow U2
The voltage U2 produced in the winding 124 is oriented in such a way that it makes the base B2 of the transistor even more strongly negative with respect to the emitting electrode E2 and thus produces a strongly increasing base current. As a result, there is also a strongly increasing collector current J2. The maximum value of the base current is given by the magnitude of the induced voltage U2 and the magnitude of resistors 126 and 127. The voltage U2 induced by the collector current J2 during its growth varies only slightly.
However, the collector current soon reaches its maximum value which is determined.
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by the maximum value of the base current and by the construction characteristics of the transistor.
When this maximum value is established, the voltage U2 induced in the windings disappears and the potential of the base electrode B2 returns to a higher value, so that the base current JB can no longer be maintained at the value it had previously. By this, the collector current J2 is also braked. The inductance of the winding 123 acts against this variation of the collector current and produces a voltage pulse which is indicated in the figure by means of a voltage arrow U2 in dashed lines. Under the effect of this voltage pulse, the transistor 120 is brought back completely to the non-conductive state, a state in which it will be maintained until the voltage pulse U'2 is extinguished.
Then the game described can be reproduced when the voltage U of the light dynamo again reaches the expected light value.
Since the voltages U2 and U2 produced in the coil 124 as a consequence of the variations of the collector current J2 act on the potential of the base B1 and thus on the input circuit of the transistor 120 in the direction of a reinforcement of these variations, self-excited electric oscillations are created, by which the transistor 120 oscillates back and forth between a state of service at high collector current J2 and a state at low collector current, In the manner of a switching oscillator this also occurs when the increasing voltage of the light dynamo reaches the limit value set by means of resistor 125.
Voltage pulses U2 and U2 are applied through rectifiers 128 and 129 to a charge capacitor 135 whose magnitude is matched to the time constant of the dynamo. It has a capacity of about 50 micro-farad and is connected in parallel with the base resistor III of base B, of the first transistor 110. Each of the voltage surges has the effect that the potential of the base B is raised for a short
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moment and that the exciter current J2 is strongly braked, thanks to which the. voltage of the light dynamo is lowered.
Lowering the voltage below the expected limit value has the consequence that, as long as the dynamo has not re-energized by itself to its limit voltage, the transistor 120 remains closed and therefore does not. can give on the transistor 110 no lowering pulse of the voltage of the dynamo.
To prevent overloading of the dynamo by excessively high operating currents, its charge current is guided through the heating coil 130. The higher the charge current, the greater the heat produced in the coil 130 and consequently the lower the resistance of the heating pipe 127 is - Thus the voltage distribution condition at the base electrode B2 is changed so that already for a very low dynamo voltage, the partial voltage lowered to the resistor 125 is sufficient to open the transistor 120. A regulated voltage is thus established at the dynamo's brushes which decreases towards lower values as the load increases.
So that no harmful voltage surge can occur on the field coil F when the voltage transistor 110 mounted in the excitation circuit is brought to the closed state it is recommended to mount, as shown in figure 12 in dashed line, a rectifier 136 in parallel, to the field coil in such a way that, for a constant excitation, it allows practically no current to pass. When a crystal is used as a rectifier, it may be advisable to insert a limiting resistor 137 in the supply line to the rectifier 136.
In the case of higher output dynamos, it may further be useful to connect a damping resistor 138 in parallel with the field coil.
The example shown in FIG. 13 differs from FIG. 12 in that, instead of the auxiliary battery H, two rectifiers 141 and 142 are provided, mounted in series and connected with a
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@ side to the positive pole of the dynamo and the other side to the emitter E of the control transistor 140. Together they form a resistor 143 which is located between the emitting electrode E and the negative brush of the dynamo and which constitutes, in cooperation with the two resistors 144 and 145 connected in series, an electrical bridge in the diagonal branch of which is placed the emitting base plate of the transistor 140.
The rectifiers 141 and 142 have characteristic curves with strong curvature and therefore produce in a manner naalogue to the battery H of FIG. 12 a balancing voltage which serves as a comparison variable for the limit voltage adjustable by means of resistor 144. As in the previous example, the collector electrode C is connected to the junction point of the windings 122 and 123 of the transformer not shown in figure 13.
-To produce an equalization voltage between the emitting electrode E and the positive brush of the dynamo, one can, instead of the two rectifiers 141 and 142 also use a crystal diode having in the field of the closure a characteristic curve almost at a right angle. Such a diode, called a Zener diode, is indicated in the figure in broken lines 146. Compared to the use of rectifiers, such a diode has the advantage that the resistor 147 connected in series with it to constitute a distribution block. t.ension, can be chosen relatively high ohmic resistance.
In order that the adjustment device according to figure 13 maintains a decreasing limit voltage in the event of increasing load, it is possible to incorporate in the connecting pipe of the positive brush of the dynamo to the adjustable resistor 144, a resistor 148 having a value of about five thousandths of an ohm At the junction point of this resistor with the adjustable resistor 144, the battery 132 is then connected through a semiconductor diode 149.
Depending on the magnitude of the charge current taken from the light dynamo, there is a voltage drop at resistor 148 which acts
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in order for the transistor 140 to become conductive already for very low values of the dynamo and sink voltage, through the transformer windings as in the example of figure 12, pulses of closings on the transistor 110 with a view to lower the excitation of the dynamo.
It is obvious that the invention is not limited to the embodiments described above and shown 'from which other variants can be provided without departing from the scope of the invention.