Installation pour le réglage de la tension cPuii réseau électriüue aliiuenté par une machine génératrice à vitesse variable et par ,lie batterie d'accumulateurs. L'objet de l'invention est une installation pour le réglage de la tension d'un réseau électrique alimenté par une machine généra trice à vitesse variable et par une batterie d'accumulateurs.
Il comporte, en combinaison, comme l'instal lation décrite dans l'exposé d'invention du brevet suisse principal n <B>77182,</B> deux régulateurs automatiques réglant l'un la tension du réseau indépendamment de celle de la génératrice et de la batterie, l'autre la tension de cette génératrice suivant les besoins de la batterie et indépendamment de la tension du réseau.
Mais il s'en distingue en ce que le régula teur automatique pour la tension de la généra trice est un régulateur à vibreur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'installation. Les fig. 1 et 2 en sont une vue de face et une coupe par la ligne brisée A-A de la fig. 1 ; La fig. 3 est un schéma des connexions électriques ; Les fig. 4 à 6 sont des vues de détail à grande échelle.
Cette forme d'exécution est destinée à régler un réseau d'éclairage placé sur un véhicule de chemin de fer, présentant des lampes A (fig. 3) et alimenté par une généra trice B à courant continu, mise en mouve ment par l'un des essieux du véhicule ainsi que par unie batterie d'accumulateurs C, non munie d'un réducteur.
Elle comporte, en com binaison, deux régulateurs automatiques<B>8</B> E; l'un d'eux S, sert au réglage de la tension de la génératrice B suivant les besoins de la charge de la batterie C et fait varier, à cet effet, l'excitation de B; l'autre, E, est destiné à régler la tension du réseau indépen damment de celle de la génératrice B et de la batterie C et du nombre variable des lampes A mises en circuit. IL 5r parvient en faisant varier la valeur d'une résistance C insérée en série dans le circuit d'alimentation de ces lampes A.
La génératrice B (fig. 3) est supposée être bipolaire. Elle a donc une paire de balais<I>b'</I> V placés chacun en regard de l'un de ses pôles et recueillant l'un une tension positive, l'autre une tension négative. Elle comporte encore une paire de balais b' b4 se trouvant entre ses pôles, ayant une tension nulle, mais don nant naissance dans l'induit, par la liaison qu'ils créent entre certaines spires de cet induit, à un champ d'excitation.
Ce dernier est complété par un second champ d'excitation dû à titi enroulement b, placé sur la carcasse de la génératrice B et relié à l'une de ses extrémités au balai b-', à l'autre au régula teur à vibreur 8 qui sert à faire passer dans cet enroulement soit un courant dirigé dans un sens tel que le champ de b augmente celui dû aux balais b3 b", soit titi courant dont la direction est opposée et dont le champ agit en sens inverse de celui du champ dû aux balais b3 V;
dans les deux cas, en outre, le régulateur envoie dans b un courant variant périodiquement dans des limites dépendant du réglage à obtenir. .
Le régulateur S' est d'tin type connu et comporte à cet effet un levier vibreur s' (fig. 3, 4, 5) qui est pivoté en s' et sur lequel agissent, de part et d'autre de s@, titi électro- aimant s', attirant une armature s' et un ressort s' .
L'une des extrémités de l'enroule ment de l'électro-aimant s' est reliée par des conducteurs 17 et 12 au balai b' de la généra trice B; l'autre est connectée par une résis tance sa, une partie variable d'une résistance T, des conducteurs 16, 7, 9 au balai V de cette génératrice B; l'excitation de l'électro-aimant s-, dépend donc de la tension aux bornes de B.
A chacune des extrémités du levier s' se trouve titi contact s\ ou s4 servant, quand il est en prise avec un contacts', ou s', à court- circuiter la résistance T ou à mettre en cir cuit une résistance Zr intercalée dans le cir cuit de l'enroulement b et à faire passer par suite momentanément titi courant plus intense dans cet enroulement b. Pour cela, l'une des extrémités de la résistance T est reliée par des conducteurs 15, 13 au bout de b,
non connecté au balai bi et son autre extrémité par les conducteurs 16, 7, 9 au balai b2; le contact s2 est en communication par le levier s' et titi conducteur 14 avec le conducteur 15 et le contact s' directement avec la seconde extrémité de T.
Quand au contact s', il est relié par le levier s', les conducteurs 1-1.. l 3 au bout libre de l'enroulement b, tandis que l'autre contact 5 est directement connecté à l'une des extrémités de la résistance (" dont l'autre extrémité est reliée par les conduc teurs 17, 12, non plus au balai h , mais bien au balai b'.
La résistance T est calculée de faeon que. dans des conditions indiquées plus bas, la somme des deux champs inducteurs - celui de l'induit et celui de l'enroulement b traversé par titi courant donnant titi champ de même sens que celui de l'inducteur - ont la gran deur voulue pour que la tension de la généra trice B ait exactement la valeur désirée, quand le véhicule de chemin de fer marche à une vitesse limite intermédiaire donnée.
Si l'on suppose que momentanément le res sort s' l'emporte sur l'attraction de l'électro aimant s', le contact s s'applique sur le con tact s3 et court-circuite la résistance T qui, à la vitesse maximum considérée, donnait exactement l'excitation voulue.
Du fait de ce court-circuitage, le courant passant dans l'en roulement b du balai V ait balai b' devient plus grand, de même que l'excitation totale et la tension aux bornes de B; l'attraction de l'électro-aimant s' devient à soit tour plus élevée que la tension du ressort s' et les contacts s 83 se séparent, ce qui réinsère la résistance T, d'où baisse de la tension aux bornes de B et diminution de l'attraction de s7;
s' remet les deux contacts x@ .;; en prise et court-circuite à nouveau la, ré sis- tance T. Puis les mêmes opérations recom mencent, se succédant à intervalles tris rap prochés. La résistance<I>T</I> est et) série avec b pendant une grande partie du temps et la tension moyenne aux bornes de B est bien celle que l'on veut avoir, si cette résistance est calculée pour donner dans ces condition de passage du courant, le champ voulu de b.
Si la vitesse du véhicule et de la généra trice B descend au-dessous de la limite inter médiaire considérée, la tension aux bornes de B diminue, de même que le courant dans l'électro-aimant s'; le ressort s"' applique l'un sur l'autre les deux contacts ,;
= x3 et court- circuite la résistance T. Comme la tension de B est plus basse qu'auparavant, il faut un temps plus long pour qu'elle remonte à une valeur suffisant à l'électro-aimant s' pour surmonter la résistance du ressort s' à ce moment-là, la séparation des contacts s - #'\ et la réintercalation de la résistance T a lieu; la tension aux bornes de B retombe assez rapidement et les mêmes opérations recom mencent.
Dans ce cas, les périodes de court- circuitage de T sont plus longues qu'aupara vant, de sorte que la tension a de nouveau la valeur moyenne désirée. Le régulateur à vibreur<B>S</B> maintient donc, dans de certaines limites de vitesse, la tension aux bornes de la génératrice B à, la valeur moyenne désirée cri court-circuitant la résistance T de plus en plus longtemps au fur et à, mesure que la vitesse baisse.
Dans tout ce fonctionnement, l'attraction de l'électro-aimant s' n'est pas suffisante pour amener les contacts s4 s1 en prise.
Lorsqu'au contraire, la vitesse du véhicule et de la génératrice B dépasse la valeur limite intermédiaire considérée, la tension aux bornes de B devient assez grande, malgré l'intercalation presque continue de la résis tance T, petit, que l'électro-aimant s' amène le contact s4 en prise avec le contact s5, intercale dans le circuit de l'enroulement b la résistance U, et fasse passer dans celui-ci titi courant allant de L; <B><I>CI,</I></B> b2;
le champ dît à b est maintenant de sens opposé à celui du champ inducteur de l'induit, si bien que la tension aux bornes de B tombe; dès que la chute est suffisante, le ressort sépare les deux contacts s4 sà en coupant le courant dans U; phis la vitesse dépassera la valeur limite intermédiaire donnée, plus l'électro aimant s' maintiendra longtemps les con tacts 84 s5 en prise, de sorte que la tension aux bornes sera de nouveau maintenue à la valeur moyenne voulue et cela jusqu'à une limite supérieure extrême de la vitesse.
Le régulateur E (fig. l et 2) est lui aussi d'un type comme celui décrit dans l'exposé d'invention du brevet suisse principal it" 16471 du 9 avril 1898 et est actionné par titi mo- teur dyiianio-électrique H (voir aussi la fig. 3) à courant continu, monté en dérivation sur les bornes de la génératrice .B et se mettant par suite en marche dis que celle-ci tourne, s'amorce et donne une tension suffisante.
L'arbre <I>la</I> du moteur<I>Il</I> met en mouve ment, par l'intermédiaire d'une vis sans fin lc', une roue i à denture hélicoïdale calée sur un arbre i'' muni, à l'une de ses extrémités, d'un bouton de manivelle i', sur lequel est pivotée une bielle i2 articulée à soit autre extrémité, sur une bascule j.
La bascule j appartient à un dispositif de commande .T qui sert faire tourner, tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre, une roue dentée j' portée par titi arbre j' solidaire de deux frotteurs e que comporte le régulateur E, et qui permëttent d'insérer en série dans le circuit des lampes A, une plus oui moins grande partie de la résis tance<B>G</B> en venant en contact avec des plots semi-circulaires e' e-. t1 cet effet, la bascule ,j est pourvue de cliquets ,
j'\ j3 qui sont pivo tés sur elle, participant à son mouvement et pouvant venir en prise avec la roue j' sous l'action de ressorts j" j9, mais en sont nor inaletnent empêchés par des cliquets j' j" également pivotés sur elle, participant à son mouvement et soumis à l'action de ressorts j '= ,j'3. En regard des deux cliquets j' j" se trouvent deux couteaux ,j' jj. Si, au cours du mouvement oscillant de la bascule j,
l'un des cliquiets j"' j" heurte le couteau correspondant, il libère le cliquet ,j2 j3 corres pondant qui vient en prise, sous l'action du ressort jq ou j9, avec la rouie j' et la fait tourner dans le sens correspondant.
Les deux couteaux j\ sont disposés à l'une des extrémités d'un levier coudé<B>J I,</B> dont l'autre bras porte une bobine mobile h d'un dispositif de commande K du régulateur F'. Le dis positif K comporte en outre une bobine fixe Iv' montée en série avec la bobine mobile<I>le,</I> ainsi qu'avec une résistance additionnelle k - et en dérivation sur le réseau alimentant les lam pes 1.
Suivant la tension existant dans ce réseau, le courant passant dans K est plus ou moins intense, l'attraction mutuelle des deux bobines<I>h</I> 7i' est plus ou moites forte, la position du levier j 6 varie. Si cette tension est normale, aucun des cliquets j' <B><I>j</I></B> l' lie se Heurte au couteau correspondant j' ou j5, au cas oit elle est trop basse,
l'un des cliquets rencontre son couteau et fait tourner les con tacts e dans le sens d'une diminution de la partie de la i-,--sistance G insérée dans le circuit des lampes J; quand elle s'élève trop, l'autre couteau se place sur le chemin du second cliquet, ce qui oblige la roue j' à se mouvoir, de façon à produire une augmentation de cette, partie de la résistance.
1_-n ressort j ' de tension réglable agit sur le levier<B>j'.</B> Tes deux bobines k k' sont placées dans titi support k'.
I1 faut, d'une part, que la batterie C soit reliée à la génératrice B au moment oit, au cours, de la mise en marche de celle-ci, à une vitessr_ allant en augmentant, le voltage de B est suffisamment élevé pour que le régime de charge de C puisse s'établir, sans à-coup pour la lumière. Il faut, d'autre part, qu'elle soit déconnectée à l'instant oit le courant dans B va tendre à s'inverser.
Ce double résultat est obtenu au moyen d'un conjonc- teur-disjoncteur Q (fig. 3 et<B>6)</B> à rupture brus que, commandé par titi interrupteur auxiliaire R.
Le conjoncteur-disjoncteur Q comporte un con tact fixe principal q, relié par un conducteur 2 au conducteur 12 en relation avec le balai b' de la génératrice B, ainsi qu'un contact princi pal mobile q' en communication pal- un con ducteur 1 avec le pôle positif de la batterie C,
dont le pôle nc -7atif est connecté pats le con ducteur 2 au balai b.' de<I>B.</I> Un bras rq por tant le contact q' est soumis à l'action du aoynu q3 d'un solénoïde q3 q', dont l'en- roulelnent q4, monté en parallèle avec une résistance q\, est relié, d'une part, par un uondueteur 19, une résistance 20,
des bobines fixe et mobile j@' r au conducteur 2 et, pat- suite. au balai b', d'autre part, par un con ducteur 21 à uni contact fixe 7-3 qui est pré senté par l'interrupteur B et sur lequel petit s'appliquer un contact r'4. Le contact ï-4 est porté par un bras r5,
sur lequel agissent les attractions entre les bobines fixes et mobiles i- 7-' r-=, qui dépendent des ton- sions aux bornes de B et de (_\, ainsi qu'un ressort r''.
Le bras q2 de l'interrupteur Q porte un contact q' venant en prise à la position de fermeture des contacts q q' avec titi con tact rq, et fermant alors le circuit du moteur <I>II</I> qui, d'une part, est ainsi mis en relation au troyen du conducteur 1 avec le pôle r, de la batterie C, d*autre part. se trouve déjit en communication par les conducteurs 23.
10, î avec le pôle négatif de cette batterie. De plus, ce bras q2 est mufti d'un taquet q', servant à mettre aussi en prise â ce montent., un contact q', relié au conducteur @;
par un conducteur \?d, avec un contact q"'. en cotn- munication pal- mi conducteur :.'I avec la bobine k'. Le dispositif 1ï est également niis en service par la fermeture de l'interrupteur Q.
Entre le conducteur 10, relu au pile posi tif de la batterie C par le conducteur 1 et le conducteur 23, se trouve titi interrupteur T", dont la mallette r' se trouve"sur un contact r et foi-me pal- suite le circuit du moteur<I>Il,</I> tant que le frotteur e du rhéostat G lie se trouve pas à sa position Zéro.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le' suivant Tant que le véhicule est à l'arrêt, oui n'a pas atteint une vitesse limite inférieure dorante, l'interrupteur<I>R</I> maintient ouvert en r3 r' <B>lu</B> circuit du solénoïde q3 q' du conjoncteur- disjoncteur Q, si bien que les contacts q q' sont séparés;
<B>la</B> génératrice B n'est pas en circuit, et le courant fourni par la batterie l_' circule dans le circuit suivant dés que l'inter rupteur général 0 des lampes 3 est fermé.
Pôle -+-- de la batterie C, conducteurs 1. 10, rhéostat d'absorption G, alors à. sa position zéro, à laquelle aucune partie de la résistance il*est en circuit, conducteurs ô, 6, interrup teur CI, lampes r1, conducteur 7, pôle - de la batterie C.
Lorsque le véhicule se met. en marche, et que sa vitesse augmente peu à peu, il arrive un moment oit la génératrice B, actionnée par lui s'amorce, puis un autre oit elle donne une tension suffisante pour que l'interrup- teur R ferme le circuit du solénoïde q3 rl' qui amène en prise, premièrement les con tacts<I>q</I> q1, deuxièmement les contacts q6 q7, troisièmement les contacts q9 qlo.
La génératrice B est donc fermée sur la batterie C comme suit Pôle - de la génératrice B, conducteur 9, pôle - de la batterie C, batterie C, pôle -i- de celle-ci, conducteur 1, contacts q1 <I>q,</I> conduc teur 2, bobine r, conducteur 12, pôle -+- de la génératrice B.
Dès ce moment, aussi les circuits du dis positif K et du moteur .H sont fermés en Q, de sorte que la bascule<I>j</I> du régulateur ,I oscille, et que les couteaux se déplacent suivant la tension, produisant une insertion d'une partie de la résistance G variant suivant la tension.
Le régulateur à vibreur S est également en fonction et règle la tension de la généra trice B, comme cela a été expliqué.
Si la vitesse du véhicule, et, par suite, celle de la génératrice B viennent à diminuer, le régulateur S règle néanmoins la tension de B, de façon que la charge de la batterie C puisse se poursuivre. Au cas où cette dimi nution continue, il arrive un moment où, le courant passant dans la bobine r n'est plus assez intense, l'interrupteur R ouvre le cir cuit du solénoïde q3 q4, d'où rupture brusque du circuit de la génératrice B en q-ql; les connexions entre celle-ci et la batterie C sont coupées et la seconde pourvoit de nouveau seule à la fourniture de l'éclairage.
Il peut arriver que la diminution de vitesse du véhicule et de la génératrice ait lieu très rapidement, si vite que le régulateur E n'a pas le temps de ramener au zéro la manette du rhéostat G. Comme le courant du moteur H est commandé par les contacts q6 q7 du con joncteur-disjoncteur Q qui s'ouvre au cours de cette diminution, ce moteur s'arrêterait et laisserait en circuit une partie de ce rhéostat, ce qui donnerait une mauvaise lumière puis que le rhéostat ne doit pas être en circuit quand la batterie C fournit seule du courant.
L'interrupteur V pare à cet inconvénient en maintenant fermé le circuit du moteur H, tant que les frotteurs e ne sont pas au zéro, si bien que ce moteur tourne, actionne la bascule j et provoque le mouvement des frotteurs e jusqu'à ce que ceux-ci soient sur le zéro, quelle que soit la rapidité avec la quelle la diminution de vitesse a lieu.
Comme cela résulte de ce qui précède, l'un des régulateurs E règle bien la tension du réseau indépendamment de -celle de la génératrice, l'autre, S, la tension de cette génératrice suivant les besoins de la batterie et indépendamment de la tension du réseau. Dans ces conditions, une longue vie est assurée à la batterie ainsi qu'aux lampes; celles-ci peuvent être économiques parce qu'elles peu vent être construites exactement pour le vol tage normal du réseau et non plus pour le voltage maximum.
L'installation peut encore comporter un dispositif mettant fin à la charge, quand la batterie est chargée à fond, cette condition n'est pas indispensable, mais elle permet d'ob tenir une économie d'énergie et une plus longue durée de la batterie.
On peut se servir d'une génératrice et de régulateur automatique à déclic et à vibreur autres que ceux qui ont été décrits.
L'installation peut être utilisée pour le réglage de réseaux autres qu'un réseau d'éclai rage placé sur un véhicule de chemin de fer, par exemple pour celui d'un réseau disposé sur une automobile.