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"Régulateur de tension"
L'invention concerne les régulateurs de tension et a pour objet un régulateur de tension qui fonctionne indé- finiment sans surveillance.
D'autres objets et caractéristiques de l'invention sont les suivants :
Un régulateur de tension ne comportant pas de pièces en mouvement;
Un régulateur de tension dans lequel la tension régler est amplifiée et la tension amplifiée sert à régler le courant de l'inducteur de la génératrice; Un:régulateur de tension qui comporte un circuit ré- sonant amplifiant la tension;
Suivant une caractéristique de l'invention le circuit résonant est excité par la tension à régler ;
Le circuit résonant comporte une réactance inductive
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et une réactance capacitive connectées en série et un circuit de commande)excite par la tension passant dans la réactance capacitive est connecté au circuit résonant;
un redresseur est excité par le courant du circuit résonant et un circuit de réglage est excité par le redresseur et sert à régler le courant passant dans l'en- roulement de l'inducteur de la génératrice;
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le circuit de réglage'est connecté au circuit de l'enrou- lement d'excitation de l'excitatrice de façon que la tension produite par le redresseur s'oppose à la tension de l'enroulement d'excitation engendrée par l'excitatrice.
L'excitatrice comporte deux enroulements d'excitation, dont l'un est excité par la tension de l'induit de l'ex- citatrice et l'autre est connecté au circuit de réglage.
Un transformateur de stabilisation comporte un enrou- lement primaire excité par la tension de l'excitatrice et un enroulement secondaire connecté au circuit de réglage.
Sur le dessin ci-joint
La figure 1 est un,diagramme des connexions d'une forme de réalisation de l'invention appliquée à une génératrice à courant alternatif.
La figure ? est une vue semblable à la figure 1 et représente une variante.
La figure 3 est une vue semblable à la figure 1 et représente une autre variante.
Le fonctionnement des régulateurs de tension ordinaires donne lieu à des difficultés dues à l'usure des pièces en mouvement et aux réglages et remplacements qui sont nécessaires pour maintenir ces régulateurs en bon état de marche. L'invention permet de remédier à ces diffi- cultés au moyen d'un régulateur de tension¯ qui ne comporte pas de pièces en mouvement.
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L'invention est décrite ci-après en tant que s'ap- pliquant à une génératrice de courant alternatif 11, figure 1, qui comporte un induit 12 et un enroulement de champ ou inducteur 13. L'enroulement de l'induit est connecté à une ligne à courant alternatif désignée par AC et comportant les conducteurs 14. 15 et 16. L'in- ducteur 13 de la génératrice 11 est excité par un courant continu provenant d'une excitatrice 17, qui comporte un induit 18 et un inducteur 19, connecte à un circuit d'en- roulement d'excitation 20. L'enroulement d'excitation 13 de la génératrice 11 est connecté directement aux balais 21 de l'induit 18 ¯de l'excitatrice 17 par les conducteurs 22 et 23.
Un rhéostat réglable 24 est connecté au conduc- teur 23 par un conducteur 25 et est connecté aussi au circuit contenant l'enroulement d'excitation 19 de la manière décrite ci-aprés en détail.
Le dispositif suivant l'invention comporte un circuit 26 sensible à l'action de la tension, qui est excité par la ligne AC et qui sera désigné sous le nom de circuit résonant et fonctionne dans un état voisin de la résonance à la fréquence et à la tension normales. Ce circuit excite un circuit de commande 27 connecté à un redresseur 28. Le redresseur 28 excite un circuit de réglage 29 qui règle la tension passant dans l'enroulement d'excitation 13 de la génératrice 11. Ces divers circuits sont décrits ci-après en détail.
Un transformateur 31 comportant un enroulement primai- re 32 et un enroulement secondaire 33 sert à exciter le circuit 26 sensible à l'action de la tension. L'enroule- ment primaire 32 est connecté par les conducteurs 34 et 35 à deux quelconques des conducteurs de la ligne AC.
Suivant cette forme de réalisation de l'inventif, les conducteurs 34 et 35 sont connectés aux conducteurs 15
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et 16 de cette ligne. Le circuit résonant 26 contient une réactance inductive 36 et une réactance capacitive 37. La réactance 36 consiste en un noyau 38 comportant deux bran- ches verticales 39 et 41 et deux portions de noyau hori- zontales 42 et 43 réunissant les branches verticales 39 et 41. Le noyau 38 comporte encore deux portions de noyau 44 et 45 en saillie en dehors de chaque côté de la branche 41. Une dérivation magnétique 46 coopérant avec les portions de noyau 44 et 45 fait varier l'inductance de la réactance 36 en faisant varier la réluctance du circuit magnétique du noyau 38, de façon à faire varier le flux passant dans la branche 41 du noyau..
La dérivation magnétique 46 est montée sur une vis 47 qui se visse dans un support 48 fixé sur la portion de noyau 45. En faisant tourner un bouton 49 fixé sur cette vis, on peut rapprocher ouéloigner la dérivation 46 des portions 44 et 45 du noyau de façon à faire varier la réluctance du circuit magnétique.
Un enroulement 51 à prises de courant entoure la bran- che 41 du noyau 38 et une extrémité de cet enroulement est connectée par un conducteur 52 à une des armatures de la réactance capacitive 37, dont l'autre armature est connectée par un conducteur 53 à une extrémité de l'enroulement secon- daire 33 du transofmateur 31. L'autre/extrémité de l'enrou- lement secondaire de ce transformateur est connectée par un conducteur 54 à un bras de contact 55 qui coopère avec les prises de courant de l'enroulement 51. Ces deux conduic- teurs et lesdeux réactancesconstituent le circuit 26 sen- sible à l'action de la tension dont il a été question pré- cédemment.
Les deux résctances 36 et 37 sont connectées en série dans le circuit 26, de sorte qu'aux fréquences voulues, ces réactances sont sensiblement égales et forment un cir- cuit résonant. On met cette caractéristique à profit dans le réglage de la tension de la génératrice, ainsi qu'il est
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décrit ci-après en détail.
Le circuit de commande 27 consiste dans deux con- ducteurs 56 et 57 qui sont connectés aux conducteurs 53 et 52 à l'enroulement primaire 58 d'un transformateur 59. Ce circuit, ainsi qu'on peut le voir, est connecté de chaque côté de la réactance 37 et est excité par la tension qui y passe. Un rhéostat 61 sert à régler la valeur de la tension dans cette réactance et est connecté par deux conducteurs 62 et 63 aux conducteurs 56 et 57. Le circuit de commande 27 excite le redresseur 28, qui consiste en quatre éléments de redresseur d'une demi-onde 64, 65, 66 et 67, qui sont connectés sous forme de pont au moyen des conducteurs 68, 69, 71 et 72.
L'enroulement secondaire 73 du transformateur 59 est connecté à deux conducteurs 74 et 75, qui de leur côté, sont connectés aux conducteurs 72 et 69 du redresseur 28.
Le circuit de réglage 29 comporte deux conducteurs 76 et 77 qui sont connectés respectivement aux conducteurs 68 et 71 du redresseur 28, Le conducteur 76 est connecté directement à l'enroulement d'excitation 19 de l'excitatrice 17, tandis que le conducteur 77 est connecté au bras de contact 78 d'un rhéostat 79. Ce rhéostat est connecté à une extrémité au conducteur 76 et à l'autre à un conducteur 81 qui, de son côté, est connecté au conducteur 77 et à une extrémité du rhéostat 24. Le bras de contact mobile 82 du rhéostat 24 est connecté par un conducteur 83 au conducteur 25 précité.
Le circuit d'excitation 20 de l'excitatrice 17 comporte un conducteur 84 qui est connecté à l'enroulement dexcitation 19 et à une valve électrique 85 qui de son côté est connectée par un conducteur 86 au conducteur 22. Le rhéostat 24 est le rhéostat de champ ordinaire qui sert à régler l'excitation de l!'inducteur de l'excitatrice 17, tandis que le rhéostat 79 est un rhéostat additionnel suivant
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l'invention et connecté en série avec le rhéostat 24 et l'enroulement d'excitation 19.
Le fonctionnement du dispositif suivant l'invention est le suivent ; le circuit sensible à. l'action de la ten- sion 26 est excité par la ligne AC, par la tension à régler.
Cette tension est appliquée au circuit 26 par le transfor- mateur 31 et, à la, fréquence et à la tension de régime, met ce circuit résonant sensiblement en état:-de résonance. Une augmentation ou diminution de cette tension au-dessus ou au-dessous de la, tension normale provoquent une augmentation ou diminution correspondante amplifiée de la tension dans la réactance capacitive 37 du fait de la relation existant entre les réactances 36 et 37. Cette tension amplifiée et appliquée au redres eur 28 qui, de son coté, fait passer un courant continu dans le circuit 29. Ce c urant continu est applique au rhéostat 79, qui fait passer une tension dans le circuit d'excitation 20.
Les éléments du redresseur sont disposés de façon à redresser l'onde complète et de fa- que la tension appliquée au théostat 79 s'oppose à la. tension du circuit d'excitation 20 produite par l'induit 18 de l'excitatrice 17 . On voit donc que lorsque la tension 'de la génératrice 11 augmente, le courant continu passant dans le circuit 29 augmente aussi et beaucoup plus vite.
Cette tension s'oppose à la tension appliquée à l'enrou- lement d'excitation 19 de l'excitatrice en diminuant ainsi le flux (lu champ magnétique et la tension aux bornes de l'excitatrice et par suite la tension correspondante dans l'enroulement d'excitation 13 de la génératrice 11. Pour établir une situation dans laquelle la tension dans le rhéostat 79 compense l'augmentation de la tension dans la ligne de la génératrice, on peut effectuer un réglage ap- proximatif de la valeur de, la réactance 36 en déplaçant le bras de contact 55 sur les diverses prises de courant de
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l'enroulement 51.
Le réglage de précision de cette réac- tance peut s'effectuer par le déplacement de la dérivation magnétique 46 par rapport aux portions de noyau 44 et 45 du noyau 38. De plus, la tension appliquée au circuit de commande 27 peut être réglée au moyen du rhéostat 61 et enfin la tension appliquée au rhéostat 79 par le mouvement du bras de contact 78 de ce rhéostat.
La valve électrique 85 consiste dans un élément de redresseur ordinaire, de capacité suffisante, qui est con- necté au circuit d'excitation, de façon à faire passer le courant dans l'enroulement d'excitation 19 de l'excitatrice dans le sens convenable. Dans le cas où des variations rapides et accentuées de la tension de la génératrice pro- voguent une variation considérable correspondante de la tension du circuit de réglage 29, la valve 85 empêche le renversement du courant passant dans l'enroulement d'exci- tation 19 de l'exctatrice et le renversement en résultant de la polarité de l'excitatrice.
La figure 2 représente une variante du dispositif suivant l'invention. Etant donné que certains des éléments de cette forme de réalisation de l'invention sont les mêmes que ceux de la figure 1, la description de ces éléments est inutile et les éléments correspondants sont désignés par les mêmes huméros précédés du chiffre 1.
La forme de réalisation de la figure 2 comporte un transformateur de stabilisattion 87 dont l'enroulement primaire est désigné par 88 et l'enroulement secondaire par 89. L'enroulement primaire 88 de ce transformateur est connecté par des conducteurs 91 et 92 entre les conducteurs 122 et 123 du circuit d'excitation de l'enroulement d'ex- - citation 113 de la génératrice 111. L'enroulement secondaire 89 de ce transformateur est connecté dans le circuit 129 par le conducteur 177 et un conducteur 93. Cet enroulement
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secondaire est ainsi monté en série avec le redresseur 128 et le rhéostat 179.
Le transformateur 87 a pour but de réduire notablement le mouvement pendulnire et de faire rede- venir normale la tension engendrée par 1'excitatrice 117 aussi rapidement que possible après une variation quelconque de la tension de la ligne AC.
Au lieu d'employer un rhéostat connecté en série avec l'enroulement d'excitation de l'excitatrice et d'ap- pliquer la tension de réglage drhéostat à ce rhéostat, on peut prévoir un enroulement d'excitation séparé pour l'exci- tratrice et appliquer la tension à cet enroulement d'exci- tation. La figure 9 représente un circuit construit cians ces conditions. Etant donné que la plupart des éléments de la figure 3 sont identiques à ceux de la figure 1, il est inutile de les décrire de nouveau et ils sont désignés par les mêmes numéros, précédés du chiffre 2.
Dans la forme de réalisation de l'invention de la figure 3, le rhéostat 79 est supprimé et remplacé par un enroulement d'excitation additionnel 94. Cet enroulement est monté sur les noyaux de l'inducteur de l'excitatrice à côté des enroulements 219, mais est connecté de façon à faire passer le courant dans ses spires en sens inverse par rapport à la direction du passage du courant dans l'enroulement 219.
L'enroulement94 estconnecté aux conducteurs 276 et 277, de façon à appliquer directement à cet enroulement la tension produite par le redresseur 228. L'enroulement 94 est dimen- sionné de façon que le flux qu'il engendre nepuisse que rarement, sinon jamais, être supérieur au flux engendré par l'enroulement d'excitation principal 219. Il devient possible dans ces conditions de renverser la polarité, du 'champ de l'excitatrice dans le ca.s d'une variation considérable de la tension dé la génératrice 211.
Les avantages du dispositif suivant l'invention sont
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évidents. En raison de l'absence de pièces en mouvement, il fonctionne indéfiniment sans surveillance. Lorsque le dispo- sitif est réglé une fois pour toutes, aucun nouveau réglage n'est nécessaire tant qu'on désire que le fonctionnement reste le même. Etant donné que l'inertie des pièces en, mouvement n'estre pas en jeu dans le fonctionnement du dis- positif, 'ses réflexes deviennent extrêmement rapides. Sui- vant l'invention, les variations de tension de la génératrice peuvent être suffisamment amplifiées pour que la tension continue résultante puisse être employée directement dans le circuit d'excitation de l'excitatrice sans qu'il soit nécessaire d'employer des relais ou des amplificateurs électroniques.
Le dispositif suivant l'invention peut être facilement et rapidement réglé d'une manière simple et pra- tique pour obtenir le fonctionnement que l'on désire entre les limites de fonctionnement du dispositif. Lorsqu'on em- ploie le transformateur de stabilisation, la tension normale de la génératrice est établie rapidement, de façon à réduire notablement le mouvement pendulaire et les variations de la tension au-dessus et au-dessous de sa valeur normale.
Le dispositif suivant l'invention peut être construit à peu de frais et contenu dans un coffret de faibles dimensions et peu encombrant. Il fonctionne entre des limites étroites, de sorte qu'il est nécessaire d'utiliser une génératrice comportant un régalage de la tension de faible pourcentage.
L'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation représentées et décrites, qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.