CH274357A - Device for regulating the voltage of an electric machine, with vibrating contacts. - Google Patents

Device for regulating the voltage of an electric machine, with vibrating contacts.

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CH274357A
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CH
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voltage
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French (fr)
Inventor
L Aveyron Electro-Mecanique De
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Electro Mecanique De Laveyron
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/16Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field due to variation of ohmic resistance in field circuit, using resistances switched in or out of circuit step by step
    • H02P9/18Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field due to variation of ohmic resistance in field circuit, using resistances switched in or out of circuit step by step the switching being caused by a servomotor, measuring instrument, or relay

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  

  Dispositif de régulation de la tension d'une machine électrique, à contacts vibrants.    L'invention est relative aux dispositifs  destinés à la     régulation    de la tension d'une  machine électrique, comportant des contacts  vibrants, c'est-à-dire soumis à l'action d'un  relais commandé par la tension à régler, les  quels contacts sont destinés, lors de leur  ouverture provoquée par une augmentation  de ladite tension, à insérer une résistance  agissant sur l'excitation de la. machine à  régler.  



  Elle a pour but, surtout, de rendre ces       dispositifs    plus aptes à satisfaire, mieux que  jusqu'à présent, aux diverses exigences de la  pratique, notamment en ce qui concerne la  tenue des contacts et la sensibilité du régu  lateur.  



  Ce dispositif est caractérisé par le fait  qu'il comprend, dans le but de modifier le  courant d'excitation de la. machine à régler,  des résistances dont la valeur est susceptible  de varier en fonction de la tension aux  bornes de ladite machine.  



  On utilisera., de préférence, des résis  tances chauffantes dont la valeur ohmique va  rie avec la température à laquelle elles sont       portées    par le courant qui les traverse.  



  Le dessin ci-annexé représente, à titre  d'exemple, plusieurs formes d'exécution et  variantes du dispositif objet de l'invention.  



  La fi-. 1 montre     schématiquement    une  machine électrique munie d'un dispositif de  régulation selon l'invention.    La     fig.    2 représente à. plus grande échelle  une forme d'exécution du dispositif.  



  Les     fig.    3 et 4 montrent, en perspective,  l'un des éléments de .ce dispositif selon deux  variantes     @de    réalisation.  



  La.     fig.    5 montre en plan une partie de ce  môme     dispositif    selon une autre variante.  



  La     fig.    6 est un schéma d'une machine  électrique munie d'un dispositif selon une  autre forme d'exécution.  



  Les     fig.    7 à 10 sont des     schémas    de dis  positifs selon :d'autres formes d'exécution.  La     fig.    11 est un diagramme illustrant le  fonctionnement dudit dispositif.  



  Le dispositif, représenté à la     fig.    1, com  prend en principe: au moins deux contacts  1-2, interposés dans le circuit de l'excita  tion 3 de la machine 4, ces deux     contacts     étant soumis à l'action d'un électro-aimant  10 aux     bornes    duquel est appliquée la ten  sion     [J    à régler;  une résistance 5 connectée aux bornes des  contacts     1.=?    et disposée de manière à être  mise en circuit lorsque lesdits contacts  tendent à s'éloigner l'un de l'autre sous l'ef  fet d'une augmentation de la tension U.  



  Dans un ensemble de ce genre, à sup  poser par exemple que la     machine    4 soit. une  g<B>(Y</B>       énératrice    entraînée à vitesse variable,  comme c'est le cas sur une voiture automo  bile, l'ouverture des contacts vibrants 1-2  est destinée à permettre, lorsque     la    vitesse de      la génératrice augmente, à créer une chute  de     tension        dans    le circuit de l'inducteur 3,  de façon que     l'augmentation    de vitesse     puisse     être compensée par une réduction du flux  induit par ledit     indaaeteur.    Autrement dit, à  faible vitesse, le flux de l'inducteur est maxi  mum, puisque celui-ci est soumis à la.

   pleine  tension U, tandis que, lorsque la vitesse aug  mente au-delà d'une certaine limite, les con  tacts 1-2 s'ouvrent, créant une chute de ten  sion qui vient en déduction de la tension     U,     d'où une diminution du courant d'excitation.  



  La valeur de la résistance 5 est variable  et, ce, dans un sens tel -que sa valeur ohmique  tende à varier dans le même sens que la ten  sion à régler, donc à .croître au fur et à me  sure que les contacts 1-2 s'ouvrent.  



  On     peut.,    de cette manière, remédier aux  inconvénients connus des     régulateurs        @du     type considéré, inconvénients qui résident  dans une usure r     apide    des contacts. En effet,  grâce à la variation de la susdite résistance  dont la valeur ohmique est faible au mo  ment de la rupture des contacts,     L'énergie     coupée par les contacts est également faible.  Au     surplus,    les effets de self-induction, pro  voqués par les coupures de contacts, sont  considérablement atténués, ce qui diminue les  perturbations parasites     causées    aux installa  tions radioélectriques.  



  Dans ce but, on a recours à une dispo  sition dans laquelle on constitue le curseur  de la résistance variable comme un curseur  roulant propre à coopérer avec des lamelles  ou plots reliés entre eux par des parties de  résistances.  



  La     fig.    2 montre une forme d'exécution  de cette disposition, selon laquelle la résis  tance 5 est constituée par une multiplicité  d'éléments reliant entre elles des lamelles 6  juxtaposées et séparées les unes des autres  par     des        isolants    7, le bloc ainsi constitué  coopérant avec un curseur roulant, tel que 8,  dont une     extrémité    est reliée à l'armature 9  d'un électroaimant 10 à l'enroulement du  quel     est    appliquée la. tension Ti à régler,       tandis    que l'autre extrémité du curseur est  soumise à     l'action,d'un        ressort        antagoniste    11.

      L'armature 9 pivote en 12 et elle est soli  daire du contact 1, tandis que le deuxième       icontact    2 est     porté    par le bâti du dispositif.  



  Le curseur 8 est articulé     stuc    l'armature 9  en 13, soit par l'intermédiaire d'un axe     d'arti-          Iculation    tel que montré à. la,     fig.    3, soit     sim-          plement    à l'aide d'un couteau 131 maintenu  appuyé contre l'armature 9 sous l'effet du       messort    11     (fig.    4), soit encore à l'aide d'une  liaison à la cardan.  



  Les circuits     électriques    représentés à, la  fis. 2 sont semblables à,     ceux    de la     fig.    1: On  voit que le roulement du curseur 8, sur les  lamelles 6, a pour effet de court-circuiter un  nombre variable de sections 5 de la résis  tance. Le courant est. supposé fermé vers le  pôle positif par le curseur 8, l'armature 9 et  le bâti ou circuit     magnétique    14. Le support  15 des lamelles 6 est en un métal non magné  tique.  



  Des moyens sont prévus pour régler le  fonctionnement de l'appareil constitué par  les lamelles 6 et le curseur 8, moyens consis  tant, par exemple, à rendre     réglable    le con  tact     \?    à l'aide d'une vis 16.  



  Il peut être     avantageux    d'assurer le  mieux possible la.     continuité    du roulement du  curseur sur les lamelles 6; on peut, dans ce  but, par exemple, incliner convenablement     ces     lamelles, par rapport à la trajectoire du cur  seur, ainsi que cela. est montré à     la        fig.    5.  



  Dans ce cas, ledit curseur, avant de quit  ter l'une des     lamelles,    est déjà. en contact  avec la. suivante. On     réaliste    donc. un     ensem-          ble    qui répond bien, de toute     façon,    aux con  ditions visées     phis    haut et qui n'oppose aux  pièces en mouvement qu'une inertie très  faible, beaucoup     plais    faible que celle à la  quelle conduirait un rhéostat du type ordi  naire.  



  Néanmoins, il est bien entendu que la  variation de la résistance pourrait être réa  lisée, de toute autre manière, par des     moyens     mécaniques 'ou autres.  



  En particulier, on pourrait constituer la  résistance variable susmentionnée par un dis  positif comprenant une     résistance        ohmique     dont la valeur     croisse    automatiquement en           fonction    de la tension appliquée à ses     bornes,     du fait de l'augmentation de température  due au courant croissant qui la traverse, ce  qui supprime alors le     dispositif    mécanique  de     curseur    roulant.  



  On connaît     divers        dispositifs    de ce genre,  en particulier les lampes du type     fer-hydro-          gène.    Il suffit donc, comme représenté à la       fig.    6, de brancher en dérivation, aux bornes       des    contacts 1-2, une lampe 17 de     ce    type,  ou éventuellement     plusieurs    lampes connec  tées de     façon    appropriée;

   on pourrait     aussi     utiliser une     combinaison    des dispositions de  la     fig.    6 et de la     fig.    2, certaines au moins  des     résistances    5 étant constituées par     des     lampes.  



       Dans    le cas de     ,plusieurs    lampes couplées  en parallèle ou en série, les     caractéristiques     de ces dernières pourraient être identiques  ou différentes, de façon à permettre de réa  liser la courbe optimum de variation de la  résistance ohmique en fonction de la tension  appliquée.  



  On peut remplacer la ou les lampes     fer-          hydrogène    par un alliage à résistance très  variable avec la température, alliage tel qu'il  en existe dans le commerce; on pourrait aussi  utiliser conjointement une lampe     fer-hydro-          gène    avec. des résistances de ce genre.  



  De toute façon, on voit que ces lampes 17,  ou autres dispositifs similaires, donnent une  résistance     quasi    nulle au moment où les con  tacts 1-2 s'ouvrent, cette résistance crois  sant ensuite très vite.  



  Selon encore une autre disposition sus  ceptible, le cas échéant, d'être utilisée isolé  ment., on peut compléter le dispositif en .dis  posant aux bornes des inducteurs 3 une ré  sistance non inductive, .de préférence variable  comme indiqué     ci-dessus,    pour éliminer le  courant inductif se produisant à la rupture       des    contacts     1-92.     



  Les résultats seront d'autant meilleurs  que la résistance connectée en parallèle sera  plus faible. Toutefois, on ne peut pas aller  trop loin dans ce     sens,    car aux faibles ré  gimes, la somme des courants circulant dans  les inducteurs et lesdites résistances serait    trop élevée pour la bonne tenue des contacts  1-2 du     régulateur.     



  Mais, si l'on utilise le fait que la tension  aux bornes     des    inducteurs, qui était maxi  mum aux faibles régimes, tend à décroître  avec la vitesse par suite de la chute de ten  sion de     plus    en plus grande qui se produit  dans le     régulateur    à contacts vibrants ou  autre, on voit que l'on peut vaincre la diffi  culté en utilisant, pour la susdite résistance,  une     résistance    variable, de préférence auto  matiquement, dans un sens tel que sa valeur  ohmique croisse avec la tension     appliquée     aux bornes.  



  En particulier, on     pourra    utiliser une       lampe    18 du type fer-hydrogène. Sa valeur  ohmique est maximum aux faibles régimes  pour lesquels la. tension aux bornes des induc  teurs est la plus élevée, et le courant total     :dans     les contacts 1-2 peut ainsi être maintenu à  la valeur convenant à     ces        régimes.     



  Par contre, pour     les    régimes élevés, la  résistance de la lampe diminue, d'où il ré  sulte un travail de moins en moins :dur des  contacts au fur et à mesure que la vitesse       augmente    et, d'autre part, la possibilité d'as  surer le fonctionnement du régulateur     .avec     des résistances 5 ou 17 plus faibles.  



  Le dispositif selon l'invention peut être  réalisé d'autres manières,     illustrées    par les  fi-. 7 à 11.  



  On a montré plus haut qu'il y avait  intérêt à utiliser, conjointement avec les  contacts vibrants, une résistance électrique  susceptible de varier de     façon    telle qu'elle soit  faible ou nulle au moment où les contacts  tendent à     -s'ouvrir    et. qu'elle aille en croissant,  après ouverture .de ces derniers.  



  Or, on a. constaté qu'il était avantageux de  recourir à une pluralité -de résistances mon  tées en parallèle, résistances que l'on fait  coopérer de façon telle avec     dies    moyens com  mutateurs appropriés, que, selon les besoins  de la régulation, on puisse faire entrer en jeu  la totalité ou seulement une partie     desdites     résistances.  



  La résistance totale de l'ensemble est la  plus faible lorsque toutes les résistances sont      en circuit; elle croît au fur et à. mesure que  l'on met hors circuit lesdites résistances, étant  entendu d'ailleurs que toute loi de progres  sivité peut être réalisée, les résistances élé  mentaires pouvant être égales ou différentes.  



  D'une façon générale, dans ce cas, l'en  semble sera., de préférence, tel que la     résis-          tance    de l'ensemble     soit    minimum au moment  où les contacts vibrants s'ouvrent, ou de toute  façon au     ,début    de la.     régulation,    notamment à  la mise en marche de la. génératrice, c'est  à-dire lorsque la vitesse étant encore faible, le  courant d'excitation doit être élevé.

   La résis  tance dudit     ensemble    sera au contraire  amenée à croître lorsque la tension de régime  de la génératrice ayant été atteinte, il importe  de réduire     l'excitation    si la vitesse s'accroît,  comme montré à la     fig.    11, où l'on a repré  senté, par exemple, pour une machine à exci  tation shunt, la courbe .de variation du cou  rant d'excitation I avec la vitesse V de la ma  chine,     courbe    qui suppose la charge constante,  le courant montant d'abord jusqu'à. un maxi  mum A, pour décroître ensuite de A vers B.  



  Au     coursr    de la période     A-B,    il y aura  lieu, dans un régulateur conforme à la précé  dente disposition, d'assurer automatiquement  soit à l'aide du courant I, soit à l'aide de toute  autre variable, notamment de la. tension aux  bornes de l'excitation, l'élimination progres  sive -des     résistances    élémentaires, en vue d'aug  menter la résistance totale de l'ensemble a-Li  fur et à mesure de la diminution du courant  d'excitation I, ce qui peut être réalisé à l'aide  des susdits moyens de commutation entraîné,  par tous relais appropriés (relais d'intensité,  relais de tension,     etc.).     



  Pour mettre en     aeuvre    les dispositions dé  crites, on     petit    procéder de multiples ma  nières, par exemple en ayant recours à l'une  des formes d'exécution indiquées ci-après,  étant entendu que l'on     petit    choisir, pour les       résistancesi    élémentaires, soit des résistances  ordinaires, soit des lampes de type     fer-hydro-          gène    ou autres     éléments    résistants à résis  tance     croissant    avec la tension, et qu'en outre,  le montage en parallèle n'est pas exclusif,  mais     petit    s'étendre notamment au montage         série-parallèle,

      pourvu que la variation de ré  sistance s'effectue     suivant    une loi convenable.  



  Selon la forme d'exécution représentée à la       fig,    7, on a supposé que le     dispositif        rëg@i@a-          teur    de la, génératrice<B>'-Il</B> comprenait des cou  tacts vibrants     \'9-    montés, par exemple, en série  avec     l'inducteur    23, et dont.     l'ouverture    ou la  fermeture est     commandée    par une bobine 21,  branchée par exemple en parallèle aux bornes  de la génératrice, étant entendu que tout  autre montage de régulateur à contacts vi  brants,     genre        Thyrill.    \ou autre, pourrait être  utilisé.  



  En parallèle sur lesdits contacts ?? sont  montées plusieurs résistances     élémentaires,          elles-mêmes    en parallèle, par exemple une résis  tance     rhéostatique        \?5    et     deux        lampe;:    à, résis  tance variable 261,     ?6,    (ou davantage), les  dites lampes étant susceptibles d'être mises     en     ou hors circuit au moyen     clés    relais     271,        27_     commandant des contacts     28l,        208..     



  Ces relais, qui sont.     supposés    traversés par  1e courant d'excitation 1, sont agencés de Ta  lon telle que, pour le courant.     maximum,    leurs  armatures ferment les contacts correspondants  281, 28" lesquels au contraire sont     sueeessive-          ment    ouvert:.,, lois      < 1e    la. chute     dit    courant       A-B    dans la. période de     régulation.     



       Autrement    dit, dans la période de démar  rage 0-A, les résistances sont inactives,  puisque les contacts vibrants ?? sont. fermés.  Au moment où la tension aux bornes Z' atteint  la valeur de     régime    choisie, les     contacts    22  s'ouvrent;

   mais,     @à    ce     moment,    l'excitation I  étant supposée à sa valeur     maxirrium,    les con  tacts 28"<B><U>28.,</U></B> sont fermés, de sorte que toutes       les,    résistances sont en circuit (2.51, 261,     26.).          L'ensemble    donne lieu ,alors à     taie    résistance       minimum    (lui convient bien, tant pour la     régu-          lation    que pour réduire au     minimum    les étin  celles entre les contacts     ??.    Si la vitesse de 1a  génératrice     augmente,

      le     réglage    s'opère à la  fois sous l'action     de,:    contacts     1=?,    qui ont  pour effet.     :d'engendrer    une chute de tension  croissante dans le circuit.

       d'excitation    et     des     résistances,     26"        ?6.,    etc., dont la valeur       ohmique    totale     augmente,    ce qui contribue  également à diminuer le courant d'excitation           r    et, au surplus, par l'action supplémentaire  des relais 271,     27Z    sous l'effet .de cette réduc  tion (le courant, lesquels relais éliminent suc  cessivement les résistances 261, 262 pour ne       laisser,    en fin de     réglage    (notamment pour les       vitesses    les plus élevées), que la résistance 25,

    dont la valeur ohmique est supérieure à celle  résultant de la mise en parallèle de celle-ci  avec les autres résistances.  



  Selon la forme d'exécution montrée à. la       fig.    8, on procède     semblablement,    mais en  ayant recours à un relais unique 27 coopérant  avec     plusieurs    armatures mobiles qui com  mandent respectivement les contacts 281, 282,  etc.,     ces    armatures étant soumises à des forces  élastiques antagonistes convenablement réglées  pour donner lieu à une ouverture ou ferme  ture successive     desdits    contacts.  



  Selon la forme d'exécution représentée à,  la fi-. 9, on a recours à une multiplicité de  résistances     26"    262,     26."    etc.,     conjuguées    avec  un contacteur mécanique roulant, lequel con  tacteur est. constitué notamment par un élé  ment roulant 29 qui     porte    des contacts 281,  282,     divers    contacts 301,     30,    leur faisant       vis-à-vis.     



  La bobine 27, supposée encore être tra  versée par le courant I, actionne cet élément  29 par     toit,    moyens appropriés, toujours de  manière à fermer     l'ensemble    des contacts pour  la valeur maximum du courant et à les ouvrir  lorsque le courant I diminue, de sorte que la  résistance totale augmente     progressivement    au  fur et à mesure de la diminution du courant I.  



  Selon la forme d'exécution     représentée    à.  la     fig.    7.0, on procède de fanon semblable à  celle illustrée à la     fig.    9,     inaiwsen    ayant re  cours à un dispositif contacteur rotatif 31, en  traîné par une armature 32 montée de     fagon     pivotante et. soumise à. l'action d'un ressort  antagoniste 33,     dans    le champ magnétique  créé par un. noyau 31 excité par la bobine 27.  



  Ce contacteur rotatif 31 est agencé sous  forme d'un collecteur à tambour dont les     élé-          ments,    conducteurs et isolants sont disposés en  gradins de façon à.     assurer    la commutation  successive des contacts 301, 30" etc. Il est à  noter que les différents relais dont il vient,    d'être parlé, au lieu d'être commandés par la  variation de     l'intensité    d'excitation I, pour  raient l'être par     d'autres,    grandeurs, notam  ment. par la     tension    aux bornes des inducteurs.  



  De même, il est entendu que les dispositifs  plus spécialement visés dans     les,        fig.    1 à 6  pourraient être actionnés par des variations  de     l'intensité    d'excitation.  



  De ce qui précède, il résulte que quel que  soit le mode de réalisation adopté, on peut  établir des régulateurs     préisentant    de nom  breux     avantages    par rapport aux     appareils    du       genre    considérés :déjà existants, notamment:  possibilité d'augmenter la longévité des       contacts        grâce    à la diminution .des étincelles  de rupture,       poosibilité    de rendre les     contacts    vibrants  beaucoup plus résistants, par le fait que les  étincelles sont. considérablement réduites  et possibilité de régler des machines puis  santes à. très fort courant d'excitation.



  Device for regulating the voltage of an electric machine, with vibrating contacts. The invention relates to devices intended for regulating the voltage of an electric machine, comprising vibrating contacts, that is to say subjected to the action of a relay controlled by the voltage to be adjusted, which The contacts are intended, when they open caused by an increase in said voltage, to insert a resistance acting on the excitation of the. machine to adjust.



  Its aim, above all, is to make these devices more capable of satisfying, better than hitherto, the various requirements of practice, in particular with regard to the holding of contacts and the sensitivity of the regulator.



  This device is characterized by the fact that it comprises, in order to modify the excitation current of the. adjusting machine, resistors whose value is liable to vary as a function of the voltage at the terminals of said machine.



  Use will preferably be made of heating resistors, the ohmic value of which varies with the temperature to which they are carried by the current which passes through them.



  The appended drawing represents, by way of example, several embodiments and variants of the device which is the subject of the invention.



  The fi-. 1 schematically shows an electric machine provided with a regulating device according to the invention. Fig. 2 represents to. larger scale an embodiment of the device.



  Figs. 3 and 4 show, in perspective, one of the elements of this device according to two alternative embodiments.



  Fig. 5 shows a plan of part of this same device according to another variant.



  Fig. 6 is a diagram of an electric machine provided with a device according to another embodiment.



  Figs. 7 to 10 are diagrams of positive devices according to: other embodiments. Fig. 11 is a diagram illustrating the operation of said device.



  The device, shown in FIG. 1, comprises in principle: at least two contacts 1-2, interposed in the excitation circuit 3 of the machine 4, these two contacts being subjected to the action of an electromagnet 10 at the terminals of which is applied the voltage [J to be adjusted; a resistor 5 connected to the terminals of contacts 1. =? and arranged so as to be switched on when said contacts tend to move away from each other under the effect of an increase in voltage U.



  In an assembly of this kind, supposing for example that the machine 4 is. a g <B> (Y </B> generator driven at variable speed, as is the case on a motor vehicle, the opening of the vibrating contacts 1-2 is intended to allow, when the speed of the generator increases , in creating a voltage drop in the circuit of the inductor 3, so that the increase in speed can be compensated for by a reduction in the flux induced by said indaaetor. In other words, at low speed, the flux of the inductor is maximum, since it is subject to the.

   full voltage U, while, when the speed increases beyond a certain limit, contacts 1-2 open, creating a voltage drop which is deducted from the voltage U, hence a decrease in excitation current.



  The value of resistor 5 is variable and, this, in a sense such that its ohmic value tends to vary in the same direction as the voltage to be adjusted, therefore to increase as the contacts 1- 2 open.



  In this way, it is possible to overcome the known drawbacks of regulators of the type considered, drawbacks which lie in rapid wear of the contacts. Indeed, thanks to the variation of the aforesaid resistance, the ohmic value of which is low when the contacts break, the energy cut by the contacts is also low. In addition, the effects of self-induction, produced by the breaking of contacts, are considerably attenuated, which reduces parasitic disturbances caused to radio installations.



  For this purpose, recourse is had to an arrangement in which the cursor of the variable resistor is constituted as a rolling cursor capable of cooperating with strips or pads interconnected by parts of resistors.



  Fig. 2 shows an embodiment of this arrangement, according to which the resistor 5 is constituted by a multiplicity of elements interconnecting strips 6 juxtaposed and separated from each other by insulators 7, the block thus formed cooperating with a rolling cursor, such as 8, one end of which is connected to the armature 9 of an electromagnet 10 to which the winding is applied. tension Ti to be adjusted, while the other end of the slider is subjected to the action of an opposing spring 11.

      The frame 9 pivots at 12 and is integral with the contact 1, while the second icontact 2 is carried by the frame of the device.



  The slider 8 is articulated stucco the frame 9 in 13, either via an axis of articulation as shown at. 1a, fig. 3, either simply using a knife 131 kept pressed against the frame 9 under the effect of the messort 11 (FIG. 4), or again using a cardan joint.



  The electrical circuits represented at, the fis. 2 are similar to those of FIG. 1: It can be seen that the rolling of the cursor 8, on the blades 6, has the effect of short-circuiting a variable number of sections 5 of the resistor. The current is. assumed to be closed towards the positive pole by the cursor 8, the armature 9 and the frame or magnetic circuit 14. The support 15 of the strips 6 is made of a non-magnetic metal.



  Means are provided for adjusting the operation of the device consisting of the slats 6 and the slider 8, means consisting, for example, of making the contact adjustable. using a screw 16.



  It may be advantageous to insure the best possible. continuity of the cursor rolling on the slats 6; one can, for this purpose, for example, suitably incline these slats, relative to the path of the cur seur, as well as that. is shown in fig. 5.



  In this case, said cursor, before leaving one of the slats, is already. in contact with the. next. So we are realistic. an assembly which responds well, in any case, to the conditions referred to above and which opposes to the moving parts only a very weak inertia, much less pleasant than that to which a rheostat of the ordinary type would lead.



  However, it is understood that the variation in resistance could be achieved in any other way by mechanical or other means.



  In particular, the aforementioned variable resistor could be formed by a positive device comprising an ohmic resistance whose value increases automatically as a function of the voltage applied to its terminals, due to the increase in temperature due to the increasing current which passes through it, this which then eliminates the mechanical rolling slider device.



  Various devices of this type are known, in particular lamps of the iron-hydrogen type. It is therefore sufficient, as shown in FIG. 6, to branch off, to the terminals of contacts 1-2, a lamp 17 of this type, or possibly several lamps connected in an appropriate manner;

   one could also use a combination of the arrangements of FIG. 6 and fig. 2, at least some of the resistors 5 being formed by lamps.



       In the case of several lamps coupled in parallel or in series, the characteristics of the latter could be identical or different, so as to make it possible to achieve the optimum curve of variation of the ohmic resistance as a function of the voltage applied.



  The iron-hydrogen lamp (s) can be replaced by an alloy with a resistance that varies greatly with the temperature, an alloy such as exists on the market; one could also use together an iron-hydrogen lamp with. resistance of this kind.



  In any event, it can be seen that these lamps 17, or other similar devices, give almost zero resistance when the contacts 1-2 open, this resistance then increasing very quickly.



  According to yet another arrangement capable of being used in isolation, where appropriate, the device can be completed by placing a non-inductive resistance at the terminals of the inductors 3, preferably variable as indicated above, to eliminate the inductive current occurring when breaking contacts 1-92.



  The lower the resistance connected in parallel, the better the results. However, we cannot go too far in this direction, because at low speeds, the sum of the currents flowing in the inductors and said resistances would be too high for the good strength of contacts 1-2 of the regulator.



  But, if we use the fact that the voltage at the terminals of the inductors, which was maximum at low speeds, tends to decrease with speed as a result of the increasingly large drop in voltage which occurs in the regulator with vibrating contacts or the like, it can be seen that the difficulty can be overcome by using, for the aforesaid resistance, a variable resistor, preferably automatically, in a direction such that its ohmic value increases with the voltage applied to the terminals.



  In particular, a lamp 18 of the iron-hydrogen type can be used. Its ohmic value is maximum at low speeds for which the. voltage at the terminals of the inductors is the highest, and the total current: in contacts 1-2 can thus be maintained at the value suitable for these regimes.



  On the other hand, for high speeds, the resistance of the lamp decreases, resulting in less and less work: hard contacts as the speed increases and, on the other hand, the possibility of Ensure the operation of the regulator with 5 or 17 weaker resistances.



  The device according to the invention can be produced in other ways, illustrated by fi-. 7 to 11.



  It has been shown above that it was advantageous to use, together with the vibrating contacts, an electrical resistance capable of varying in such a way that it is weak or zero when the contacts tend to open and. that it goes in crescent, after opening .of these.



  However, we have. observed that it was advantageous to have recourse to a plurality of resistors mounted in parallel, resistors which are made to cooperate in such a way with appropriate switching means, which, according to the needs of the regulation, can be brought into play. play all or only part of said resistors.



  The total resistance of the assembly is the lowest when all the resistors are in circuit; it grows as and when. measure that said resistances are switched off, it being understood moreover that any law of progress can be achieved, the elementary resistances being able to be equal or different.



  In general, in this case, the whole thing will be, preferably, such that the resistance of the whole is minimum at the moment when the vibrating contacts open, or in any case at the start of the. regulation, in particular when the. generator, that is to say when the speed is still low, the excitation current must be high.

   The resistance of said assembly will on the contrary be caused to increase when the operating voltage of the generator having been reached, it is important to reduce the excitation if the speed increases, as shown in FIG. 11, where we have shown, for example, for a machine with shunt excitation, the curve of variation of the excitation current I with the speed V of the machine, curve which assumes the constant load, the current rising first to. a maximum A, to then decrease from A to B.



  During period A-B, it will be necessary, in a regulator conforming to the preceding arrangement, to ensure automatically either by means of the current I, or by means of any other variable, in particular the. voltage at the terminals of the excitation, the progressive elimination of the elementary resistances, with a view to increasing the total resistance of the a-Li assembly as the excitation current I decreases, which can be achieved using the aforesaid switching means driven by any appropriate relays (current relay, voltage relay, etc.)



  To implement the arrangements described, we can proceed in multiple ways, for example by using one of the embodiments indicated below, it being understood that we can choose, for the elementary resistances, either ordinary resistors, or lamps of the iron-hydrogen type or other resistant elements with resistance increasing with the tension, and that in addition, the parallel connection is not exclusive, but small to extend in particular to the series-parallel assembly,

      provided that the variation of resistance is effected according to a suitable law.



  According to the embodiment shown in FIG. 7, it was assumed that the device regulating the generator <B> '-Il </B> included vibrating necks \' 9- mounted , for example, in series with the inductor 23, and including. opening or closing is controlled by a coil 21, connected for example in parallel to the terminals of the generator, it being understood that any other regulator assembly with vibrating contacts, such as Thyrill. \ or whatever, could be used.



  In parallel on said contacts ?? several elementary resistors are mounted, themselves in parallel, for example a rheostatic resistor \? 5 and two lamps ;: a, variable resistor 261,? 6, (or more), said lamps being capable of being put on or off by means of relay keys 271, 27_ controlling contacts 28l, 208 ..



  These relays, which are. assumed to be traversed by the excitation current 1, are arranged in Ta lon such that, for the current. maximum, their armatures close the corresponding contacts 281, 28 "which, on the contrary, are constantly open:. ,, laws <the. drop said current A-B in the regulation period.



       In other words, in the 0-A starting period, the resistors are inactive, since the vibrating contacts ?? are. closed. When the voltage at the terminals Z 'reaches the selected operating value, the contacts 22 open;

   but, @ at this moment, the excitation I being assumed to be at its maximum value, the 28 "<B> <U> 28., </U> </B> contacts are closed, so that all the resistors are in circuit (2.51, 261, 26.). The assembly gives rise, then to minimum resistance (suits it well, both for the regulation and to reduce to a minimum the spark between the contacts ??. If the speed of the generator increases,

      the setting is made by the action of ,: contacts 1 = ?, which have the effect. : to generate an increasing voltage drop in the circuit.

       excitation and resistors, 26 "? 6., etc., of which the total ohmic value increases, which also contributes to decrease the excitation current r and, in addition, by the additional action of the relays 271, 27Z under the effect of this reduction (the current, which relays successively eliminate the resistors 261, 262 to leave, at the end of the adjustment (especially for the highest speeds), only the resistance 25,

    whose ohmic value is greater than that resulting from placing it in parallel with the other resistors.



  According to the embodiment shown at. fig. 8, one proceeds similarly, but by having recourse to a single relay 27 cooperating with several mobile armatures which respectively control the contacts 281, 282, etc., these armatures being subjected to opposing elastic forces suitably adjusted to give rise to an opening or successive closing of said contacts.



  According to the embodiment shown in, the fi-. 9, a multiplicity of resistors 26 "262, 26." etc., combined with a rolling mechanical contactor, which contactor is. consisting in particular of a rolling element 29 which carries contacts 281, 282, various contacts 301, 30, facing them.



  The coil 27, still supposed to be traversed by the current I, actuates this element 29 by roof, appropriate means, always so as to close all the contacts for the maximum value of the current and to open them when the current I decreases, so that the total resistance gradually increases as the current I decreases.



  According to the embodiment shown in. fig. 7.0, a dewlap similar to that illustrated in FIG. 9, inaiwsen having recourse to a rotary contactor device 31, dragged by a frame 32 pivotally mounted and. submitted to. the action of an opposing spring 33, in the magnetic field created by a. core 31 excited by coil 27.



  This rotary contactor 31 is arranged in the form of a drum collector whose elements, conductors and insulators are arranged in steps so as to. ensure the successive switching of contacts 301, 30 "etc. It should be noted that the various relays referred to above, instead of being controlled by the variation of the excitation current I, could be by other magnitudes, in particular by the voltage at the terminals of the inductors.



  Likewise, it is understood that the devices more especially referred to in, FIG. 1 to 6 could be actuated by variations in the excitation intensity.



  From the foregoing, it follows that whatever the embodiment adopted, it is possible to establish regulators which have many advantages over devices of the type considered: already existing, in particular: possibility of increasing the longevity of the contacts thanks to the reduction of the breaking sparks, the possibility of making the vibrating contacts much more resistant, by the fact that the sparks are. considerably reduced and possibility of regulating machines then health. very strong current of excitation.

 

Claims (1)

REVENDICATION: Dispositif de régLilation de la tension d'une machine électrique, à, contacts vibrants, caractérisé par le fait qu'il comprend, dans le but de modifier le courant d'excitation de la machine à régler, des résistances dont la va leur est susceptible de varier en fonction de la tension aux bornes de ladite machine. SOUS-REVENDICATIONS 1.. Dispositif selon la revendication, earae- térisé par le fait que lesdites résistances sont des résistances chauffantes dont la. valeur ohmique varie avec la température à laquelle elles sont portées par le courant qui les traverse. 2. CLAIM: Device for regulating the voltage of an electric machine, with vibrating contacts, characterized in that it comprises, in order to modify the excitation current of the machine to be regulated, resistors whose value is is liable to vary depending on the voltage at the terminals of said machine. SUB-CLAIMS 1 .. Device according to claim, earaerized in that said resistors are heating resistors of which the. ohmic value varies with the temperature to which they are carried by the current flowing through them. 2. Dispositif selon la revendication et la sous,-rev endication 1, caractérisé par le fait que la variation des résistances est, obtenue à L'aide de contacts roulants commandés par un relais soumis à la tension à régler. 3. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites résistances sont constituées par des lampes dont le filament présente une résis tance ohmique variable en fonction -de la température. 4. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que lesdites résistances sont constituées par des lampes -du type à fer-hydrogène. 5. Device according to claim and sub-claim 1, characterized in that the variation of the resistances is obtained with the aid of rolling contacts controlled by a relay subjected to the voltage to be adjusted. 3. Device according to claim and sub-claim 1, characterized in that said resistors are formed by lamps whose filament has a variable ohmic resistance as a function of the temperature. 4. Device according to claim and sub-claims 1 and 3, characterized in that said resistors are formed by lamps -of the iron-hydrogen type. 5. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 1 et 3, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une lampe à fila ment, dont la résistance ohmique est variable en fonction de la température, montée en dé rivation aux bornes des contacts vibrants. 6. Dispositif selon la revendication et les sous-revendications 1 et 3, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une lampe à filament, dont la résistance ohmique est va riable en fonction -de la température, montée en dérivation aux bornes des contacter, vibrants, et au moins une lampe semblable montée en dérivation aux bornes de l'inducteur. 7. Device according to claim and sub-claims 1 and 3, characterized in that it comprises at least one filament lamp, the ohmic resistance of which is variable as a function of the temperature, mounted in bypass at the terminals of the vibrating contacts . 6. Device according to claim and sub-claims 1 and 3, characterized in that it comprises at least one filament lamp, the ohmic resistance of which is variable as a function of the temperature, rise in bypass at the terminals of the contact, vibrating, and at least one similar lamp mounted in shunt at the terminals of the inductor. 7. Dispositif selon la. revendication et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble de résistance formé de plusieurs résistances montées en parallèle et commandées par des interrup teurs initialement fermés lors du démarra" de la, machine et s'ouvrant successivement au fur et à mesure que la, valeur de la tension aux bornes de la machine approche de la ten sion limite, de faon à accroître la résistance de l'ensemble. 8. Dispositif selon la sous-revendication 7. Device according to. claim and sub-claim 1, characterized in that it comprises a resistance assembly formed of several resistors mounted in parallel and controlled by switches initially closed when the machine starts up and opening successively as the machine starts up. and as the value of the voltage across the machine approaches the limit voltage, so as to increase the resistance of the assembly 8. Device according to subclaim 7. caractérisé par le fait que lesdits, interrup teurs sont. commandés par un relais traversé par le courant. d'excitation de la. machine, courant dont la valeur diminue après le dé marrage de cette machine. characterized by the fact that said switches are. controlled by a relay through which the current flows. of excitement. machine, current whose value decreases after this machine is started.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2707735A (en) * 1951-04-06 1955-05-03 Arthur M Cohen Finger type circuit regulator with auxiliary circuit-breaking arrangement
US3944885A (en) * 1974-10-22 1976-03-16 The Raymond Lee Organization, Inc. Electric load restriction unit

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