Brevet FR2041690A1 — publié le 19710205

Régulateur électronique pour alternateurs, notament pour véhicule. Cette invention est un principe de régulateur électronique pour alternateurs, avec ou sans balais, ou à amiants permanents induction constante) notament pour véhicule. Actuellement il existe des régulateurs électroniques utilisant deux ct parfois mime trois transistors. Malgré leurs performances bien supérieures aux régulat@urs mécåni- ques, leur prix de revient frenne leur développement. L'invention remplace donc ces transistors par un seul thyristor, lorsque l'on peut agir sur le courant inducteur ; et pour les alternateurs à induction constante, il faudra autant de thyristors qu'il y a de phases ( il est bien entendu que pour ces derniers, un régulat@ur classique ne peut convenir). Ce principe de régulation a donc pour but d'obtenir une meilleure régulation de tension qu'un régulateur vibrent, en supprimant les contacts et les parties mobiles, donc en supprimant l'usure. et ce, pour un prix de revient moindre que les régulateurs électroniques existants et même compétitif aux prix des régulateurs mécaniques. Les avantages de l'invention sont les suivants 1) prix de revient compétitif @vec les régulateurs vibrants. 2) excellente régulation, en effet, il s'agit de régulation tout Qu rien ", mais passant par tous les point intermédiaires0 A tout moment, en fonction de la charme de la batterie, de la température ambiante, de la vitesse de l'alternateur, ce sera juste le courant nécessaire aux inducteurs qui sera délivré par le thy- ristor. 3) le même principe reste valable pour les alternateurs à induction permanente ( qui représent@nt sans doute - l'avenir des alternateurs). 4) pour les altcrnateurs à induction non permanente on pourra descendre très bas les résistances inducteurs et obtenir ainsi facilement des alternateurs à très haut débit ( plus de risques de brülures de contacts ). 5) légereté et miniaturisation des appareils. 6) bonne fiabilité. Le thyristor ne risque @n aucun cas des surcharges accid@ntelles. bans le cas d'une commande de courant inducteur, la resistince rotor est déterminée ; pour les autr-s, le phénomène de limitation int@rv@n@nt. Dans ce qui suit, li ne sera expliqué que le fonctionnement pour alternateur monophasé, représenté par la figure I. La figure IV est un exemple d'adaptation sur alternateur monophasé à induction permanente Le thhristor Th1 est monté en série avec les inducteurs, le tout pris sur l'alternatif d'une phase, à travers d. ( désamor çage automatique de Thl à la fin de chaque alternance positive.) En agissant sur le temps de conduction de Th1, on agit sur le courant moyen traversant les inducteurs, donc sur le débit de l'alternateur. Lorsque la tension sera trop élevée aux @ornes de la batterie, il faudra réduire le t mps de conduction lorsqu'elle sera trop faible, il faudra l'augmenter. Pour obtenir ce résultat il est utilisé en commande de Thi, une tension déphasée, superposée à une tension continue ( voir figure II.) Ainsi, la tension sur la batterie augmentant, le point A glissera sur la court de commande vers la-droite, c'est à dire vers un temps de conduction réduit. (Blocage), donc un courant d'excitation minimun, la limite étant sa coupure totale ( p.s de limite de ré-gulation à très haute vitesse) , à conditinn bien sûr que Uccg diminue lorsqu' augmente la tension batterie. Le phénomène est rever-sible. La figure I peut de décomposer en trois parties 1) circuit tension continue de gr; le : Ucg composé de R Z1, dl d2, R2 C2. 2) circuit tension déphas@ble : composé d'un circuit déphaseur classique : T1 ( thermistance) R3 R4 R5 R6 R7 P1 et C1. 3) circuit de pui@sance composé des inducteurs, thyristor Thl d3 et d4. a) tension continue de grille Uccg. Cette tension est prise entre les points K @t C ; le diagramme de la figure III montre comment la tension Ukc, donc Uccg, diminue lorsqu' augmente la tension batterie. lie point @ est fixe par rapport au +, le point c par rapport au - . Si bi@n que lorsque U batterie augmente, (10/ de la figure III), C reste fixe, alors que K glisse vers la gauche. Uccg diminue et passe bien négative en fonction de la tension batterie (20/ de la figure III). Ce qui revient à dire que le potentiel de la grill e3', bloqué par rapport à la masse par la diode zener Z@ (14 v par exemple) alors que le potentiel de la cathode suit celui de la batterie. C2- amortie les ondulations laissées par les diodes de redressement de l'alternateur ( si le point régulé est directement le + batterie, C2 - ne devient pas indispensable ) b) tension déphasable. il s'agit d'un circuit déphaseur classique. Il a été choisi parce que l'angle de déphasage est indépendant de la fré quence. L'amplitude de la tension de sortie déphasée en dépendra pour une part à cause de C1 , mais C1 C1 étant faible par rapport à R5, cette variation est négligeable. R6 et R7 constituent un pont . En effet, il faut une grande indépendance dans le circuit d'utilisation pour ce type de circuit déphaseur. D'autre part, U déphaséedoit être faible si l'on veut une régulation a grande sensibilité ( afin qu'une varation faible de Uccg entraine un grand déplacement du point A, figure II). Donc il faut R7 R6 et R6 @ssez faible afin que les seuils des diodes dl et d2 puissent fournir un courant suffisant de commande pour le démarrage. D'autre part, le réglage de la tension régulée sera fonction de la tension de zener et ajustée pour chaque appareil par l'angle de déphasage, donc par P1@ La thermistance placée comme l'indique la figure I,agissant elle aussi sur l'angle de déphasage, fournira la compensation thermique. c) Circuit de puissance. Composé de Thl en série avec les inducteurs et d3. d3 servant uniquement à refermer ce montage série sur la phase. d4 absorbe les surtensions des inducteurs et protège Th4 tout en améliorant -encore la régulation. Modifications apportées à la figure IV la diode placée entre les cathodes des thyristors et la batterie sert à isoler le point K de la batterie pour le démarra ee. Avec R6 et R7 égales ( chacune d'elles formant un pont avec une outre resistance si cela est nécessaire ) , chaque thyristor recevra la composante Uccg, supportant la tension déphasable, et cette tension sera n opposition pour un thyristor par rapport à l'autre. Si l'on considère la complexité de ce problème du fait que tous les facteurs sont fortement variables dans un système d'alternateur devant maintenir l'état de charge d'une batterie, montée sur véhicule par exemple, c'est avec peu de matériel, donc un prix de revient moindre, que ce principe le résoud et pour une consommation faible, donc un rendement élevé. Il est bien évident que cette invention n'est pas limitée à l'exemple décrit ci-dessus et que tout dispositif prévu à partir de ce principe ne sort pas du cadre de cette invention; ni qu'il s'agit d'un principe et que tout élement rajouté pour un meilleur fonctionnement est compris à cette invention. REVENDICATIONS L'invention s'étend aux caractéristiques suivantes et éventuellement à leurs combinaisons possibles. 1 C'est un régulateur électronique comportant un seul thyristor u li:u de plusieurs transistors, monté en série avec les inducteurs d'un alternateur, lui-même chargé de délivrer une tnsion eonstante quelque soit sa vitesse, la charge, en tenant compte de la température ambiantes lie thyristor agissant sur le courant inducteur est commandé comme suit a) tension continue diminuant lorsque la tension de sortie de l'alternateur augmente, b) cette tension continue supporte une tension alternative dêpLasable 2) Lorsqu'il n'est pas possible d'agir sur le courant inducteur, on met autant de thyristors qu'il y a de phases, chaque thyristor agissant alors sur le courant de charge, la commande se fait comme les alinéas a et b précédents0