Brevet FR2058163A1 — publié le 19710528

On sait que les véhicules automobiles disposent dun circuit d'alimentation électrique comprenant une part une bat terie et d'autre part un générateur destine à recharger ladite batterie et à fournir le courant aux divers organes electriques du véhiculez On dispose généralement sur le circuit électrique un régulateur de tension qui agit sur l'alimentation du bobinage inducteur du générateur pour maintenir constante, à la valeur désirée, la tension fournie par le générateur.On a déjà proposé de remplacer les résistances que comportent habituellement les régulateurs mécaniques de tension à lames vibrantes par un disposiez tif à diode monté aux bornes du bobinage inducteur du générateur, les contacts de la lame vibrante étant protégés par un ensemble résistance-capacité évitant la production des étincelles aux contacts, On sait que la lame vibrante est soumise d'une part,à l'attraction magnétique du noyau magnétique autour duquel est enroulé un bobinage principal et d'autre part, à l'action d'une force de rappel exercée par un ressort, on a constaté que la fre- quence des battements de la lame vibrante d'un régulateur de tension tel que ci-dessus décrit était relativement basse ce qui peut engendrer un phénomène de pompage dans la régularisation, prin- cipalement lorsque le générateur fonctionne au. voisinage de son débit maximum et lorsque ledit générateur est un alternateur. Pour remédier à cet état de fait, on a déjà proposé d'associer à la bobine principale d'attraction, qui agit sur la lame vibrante du régulateur, une bobine secondaire dite " bobinage accélérateur", qui est parcourue par le courant d'excitation du générateur lorsque les contacts du régulateur sont fermés c'est à dire lorsque l'excitation du générateur est alimentée. On a constaté que l-'eff et du bobinage accélérateur est essentiellement fonction du débit-du générateur, Otest à dire du courant moyen qui traverse le bobinage d'excitation du générateur. En effet,l'accélération du battement de la lame vibrante produite par le bobinage accélérateur est particulièrement sensible lorsque le taux d'ouverture des contacts du régulateur est important, c'est à dire lorsque ie courant moyen d'excitation du générateur est faible. On a également noté que la présence d'un tel bobinage accélérateur a pour effet secondaire de modifier la tension régulée , tension qui décroit lorsque le courant d'excitation du générateur augmente, c'est à dire lorsque le débit du générateur augmente. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités au moyen d'un procédé et d'un dispositif simple utilisallt l'extra-courant de rupture qu se produit dans un bobi- nage inducteur du générateur au moment de l'ouverture des contacts du régulateur. La présente invention a pour objet un procédé de stabi- lisation du courant régulé par un régulateur électro-mécanique de tension associé à un générateur tel qu'un alternateur pour vé ioules automobiles, ce régulateur comportant un noyau eagneti- que d'attraction qui agit sur une lame vibrante sosise à tion d'un ressort de rappel, ledit noyau étant placé au centre d'un bobinage principal branché aux bornes de sor-tie du généra- teur et d'un bobinage accélérateur branché en série avec le bobinage inducteur du générateur,essentiellement caractérisé par ce fait que l'on dispose autour du noyau magnétique du régulateur,un bobinage compensateur branché aux bornes du bobinage inducteur du générateur , ledit bobinage étant parcouru par l'extra-courant de rupture produit par le bobinage inducteur du générateur de façon à produire des ampères - tours opposés à ceux qui proviernient du bobinage principal associé au noyau magnétique du régulateur. Dans un premier mode de réalisation du procédé selon l'invention, le bobinage compensateur est monté aux bornes du bobinage inducteur du générateur en série avec une diode ; dans ce cas, le bobinage compensateur peut comporter un nombre de spires allant de 0,2 à 2 % % environ du nombre de spires du bobinage principal du régulateur. Dans le deuxième mode de réalisation du procédé selon l'invention, le bobinage compensateur est monté aux bornes du bobinage inducteur en série -avec une @ - resistance ; dans ce cas, le nombre de spires du bobinage compensateur est compris entre 3 et 20 'a' du nombre de spires du bobinage principal du régula@ teur. La présente invention a également pour objet le produit industriel nouveau que constitue un régulateur mécanique de tension destiné aux générateurs électriques -et plus particulière- ment aux alternateurs alimentant les véhicules automobiles comportant une lame vibrante soumise d'une part à I1 attraction magnétique d'un noyau autour duquel sont enroulés dans le même sens un bobinage principal et un bobinage accélérateur-et d'autre part à l'action d'un ressort de rappel, le bobinage principal aecé- lérateur étant branché sur la sortie du générateur et le bobine nage accélérateur étant branché en série avec le bobinage indue teur du générateur, essentiellement caractérisé par ce fait qu' un troisième bobinage compensateur est enroulé autour du noyau magnétique Ru régulateur dans le méme sens que les deux précédents, ce bobinage étant connecté aux bornes du bobinage inducteur du générateur et en série avec une diode laissant passer ltextra-courant de rupture du bobinage inducteur précité. Bans un mode préféré de réalisation, un ensemble pareétincelles, formé d'une rsistance et d'une capacité, est connectée entre la sortie de la diode du régulateur et le bobinage prin cipal enroulé autour. du noyau magnétique ; le bobinage accélérateur et le bobinage compensateur ont le même nombre de spires, ces spires représentant environ de O,f2 à 2 % du nombre de spires du bobinage principal du régulateur ; le régulateur est un régulateur à un étage et le bobinage inducteur du générateur est branché entre la masse et le point de raccordement des bobinages accélérateur et compensateur. gour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin : - - la figure-unique représente le schéma électrique du régulateur selon l'invention associé à un alternateur de véhicule automobile. En se référant au dessin, on voit que l'on a désigné par 1 dans son ensemble le régulateur selon l'invention. Le régulateur 1 est associé à un alternateur 2 dont le stator contient un bobinage inducteur 3 ; les bornes dsalimentation du bobinage 3 ont été désignées par 3a et 3b. le bobinage 3 est relié à la masse par sa borne 3bf L'alternateur 2 comporte deux bornes de sortie 2a, Sb, la borne 2b étant également reliée à la masse. le générateur 2 alimente un circuit d'utilisation désigné dans son ensemble par 4 ; entre la masse et l'alimentation positive 2a de l'alternateur 2 est branchée la batterie 5 du véhicule. le régulateur I comporte 3 bornes Ia, Ib, Ic ; la borne Ia est reliée à la borne 2a du générateur 2 ; la borne Ib est re- liée à la borne 3a du bobinage inducteur 3 ; la borne Ic est reliée à la masse. le régulateur 1 comporte un noyau magnétique 6 autour duquel sont enroulés dauls le m8me sens trois bobinages 7,8,9. le bobinage 9 est le bobinage principal du régulateur ; il comporte 1 500 spires de fil de cuivre de 0,24 mm de diamètre. le bobinage 8 et le bobinage 7 sont reliés entre eux en une eonnectior.. 10 ils comportent chacun 15 spires : le diamètre du fil du bobinage 7 est de 0,69 mm : le diamètre du fil du bobinage 8 est de 0,65 mm. le noyau magnétique 6 exerce une attraction magnétique sur une lame vibrante 11 dont l'extrémité porte un contact mobile 12 coopé- rant avec un contact fixe 13 relié à la borne Iae La lame vibrante et le contact mobile 12 sont reliés électriquement à l'extrémité du bobinage 7 qui eat opposé à la connection 10. L'extrémité du bobinage 8 qA est opposée à la connection 10 est reliée à la sortie de la diode 14 dont llentrée est connectée à la borne lc. le bobi- nage 9 est relié par une de ses extrémités à la borne la et, par son autre extrémité, à la borne lc.Entre l'extrémité du bobinage 9, qui est reliée à la borne la, et à la sortie de la diode 14 estbranché un ensemble pare-étincelles formé d'une résistance 15 et d'un condensateur 16. La résistance 15 est de 3 ohms et la capacité du condensateur 16 est dc 35 000 pF. L'action du condensateur sur les contacts 12 et 13 se produit à travers les bobinages 8 et 9 dont l'effet de self modifie la durée de la décharge du condensateur 16 lorsque les contacts -12 et 13 se ferment. L'alternateur 2 est destiné à débiter un courant maximum de 40 ampères sous 12 volts. Son bobinage inducteur 3 a une résistance -approximative de 5 ohms. On constate que le régulateur selon l'invention permet, pour un courant d'excitation maximum alimentant le bobinage 3 d'enaviron 2,5 amperes, d'obtenir un nombre de battements de la lame vibrante 11 d'environ 200 par seconde, ce nombre de battements -a- tant sensiblement indépendant de la valeur du courant d'excitation et par conséquent de la valeur du débit du générateur 2. On coneta @ant te donc que l'on peut ainsi maintenir a un niveau constant indépen@ du debit du générateur la teur de la tension produite aux bornes de ce générateur. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'in- vention. R E V E N D I C A T I O N S 1- Procédé de stabilisation du courant régulé par un régulateur électro-mécanique de tension associé à un générateur tel qu'un alternateur pour véhicules automobiles, ce régulateur comportant un noyau magnéti-aue d'attraction rui agit sur une lame vibrante soumise à l'action dgun ressort de rappel, ledit noyau étant placé au centre d'un bobinage principal branohé aux bornes de sortie du générateur et d'un bobinage accé- lérateur branché en série avec le bobinage inducteur du générateur essentiellement caractérisé par ce fait que l'on dispose autour du noyau magnétique du régulateur un bobinage compensateur , branché aux bornes du bobinage inducteur du générateur, ledit bobinage étant parcouru par 11 extra-courant de rupture produit par le bobinage inducteur du générateur. 2- Procédé selon la revendication 1, essentielleme-nt caractérisé par ce fait que le bobinage compensateur est monté aux bornes du bobinage inducteur du générateur, en série avec une diode 3- Procédé selon les revendications 1 et 2, essentiellement caractérisé par ce fait que le bobinage compensateur comporte un nombre de spires allant de o, 2 à 2 % environ du nombre de spires du bobinage principal du régulateur. 4- Procédé selon la revendication l, essentiellement caractérisé par ce fait que le bobinage compensateur est monté aux bornes du bobinage inducteur en série avec une -- résistancent 5- Procédé selon les revendications 1 et 4 , essentiel- lement caractérisé par ce fait que le nomBre de spires du bobinage compensateur est compris entre 3% et 20% du nombre de spires du bobinage principal du régulateur. 6- Régulateur mécanique de tension destiné aux générateurs électriques et plus particulièsrement aux alternateurs alimentant les véhicules automobiles, comportant une lame vibrante soumise d'une part, à l'attraction magnétique d1un noyau autour duquel sont enroulés dans le mtme sens un bobinage principal et un bobinage accélérateur et d'-autre part, à l'action d'un ressort de rappel, le bobinage principal étant branché aux bornes du générateur, et le bobinage accélérateur étant branché en série avec-le bobinage inducteur du générateur , essentiellement caractérisé par ce fait qu'un bobinage compensateur est enroule autour d noyau magnétique du régulateur dans le mEme sens que les deux bobinages précédents, ce bobinage étant connecté aux bornes du bobinage inducteur du générateur et en série avec une diode laissant passer l'extra-courant derupture du bobinage inducteur précités 7- Régulateur selon la revend cation ó, essentiellement caractérisé par ce fait qutun ensemble pare-étincelles formé dgune résistance et d'une capacité, est connecté entre la sortie de la diode du régulateur et le bobinage principal enrou- 1 autour du noyau magnétique. 8- Régulateur selon la revendication 6, essentiellement caractérisé par ce fait que le bobinage accélérateur et le bobinage compensateur ont le même nombre de spires, ces spires représentant environ de 0,2 à 2% do du nombre de spires du bobinage principal du régulateur. 9- Régulateur selon la revendication 6, essentiellement caractérisé par ce fait qu'il est du type à un étage , le bobinage inducteur du générateur étant branché entre la masse et le point de raccordement des bobinages accélérateur et com pensateur.