Brevet FR2218678A1 — publié le 19740913

La présente invention concerne un générateur de courant pour véhicules destiné en particulier à être utilisé sur des véhicules automobiles ou des motocycles. Les générateurs de courant pour véhicules utilisés jusqu'à ce jour sont principalement de deux types. D'une part, le courant est créé par une dynamo qui délivre un courant continu, cette dynamo étant directement reliée à la batterie du véhicule. D'autre part, le courant est créé par un alternateur généralement monophasé qui délivre un courant alternatif. Cet alternateur monophasé est relié à un redresseur qui est, lui-meme, relié à la batterie-du véhicule. Dans tous les cas, il s'agit de créer un courant continu pour recharger la batterie du véhicule en utilisant un couple mécanique délivré directement par le moteur du véhicule ou par tout autre élément de transmission mécanique ; il est essentiel que la tension du courant continu ne délasse pas une tension de seuil prédéterminée, généralement compatible avec la batterie du véhicule. Le générateur de courant selon l'invention apporte une solution améliorée à ce problème. Le générateur de courant selon l'invention est du type moteur asynchrone inversé dont le rotor est susceptible d'être entraîné par le mouvement du véhicule et dont le stator délivre une tension alternative, ledit générateur de courant étant caractérisé en ce que ledit stator comporte au moins un enroulement qui fournit un courant, et en ce que le générateur comporte un système capacitif monté aux bornes de chacun des enroulements du stator et un système régulateur permettant de faire varier la capacité de chaque système capacitif en fonction de la vitesse de rotation du rotor, ce qui permet d'adapter l'énergie réactive nécessaire au fonctionnement optimal selon la vitesse de rotation. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le système capacitif est composé d'un condensateur unique, ou bien de deux conåensateurs de capacités sensiblement différentes montés en série, ou bien de deux condensateurs de capacités sensiblement différentes montés en parallèle, ou bien d'un condensateur et d'une résistance montés en série, ou bien enfin, d'un condensateur et d'un enroulement montés en série. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système régulateur est du type régulateur vibrant et permet de court-circuiter ou au contraire de déconnecter un des élé- ments du système capacitif lorsque la tension délivrée par le générateur de courant remplit des conditions données. Selon une autre caractéristique de l'invention, le générateur de courant comporte un commutateur qui permet d'envoyer une impulsion de courant continu, de la batterie dans l'un des enroulements du stator. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif pour illustrer un mode de réalisation préférentiel de l'invention et sur lequel - la figure I est un schéma général du dispositif selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma partiel d'un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 3 est un schéma partiel d'un autre mode de réalisation de l'invention - la figure 4 est un schéma partiel d'un autre mode de réalisation de l'invention - les figures 5 et 6 sont des schémas partiels d'autres modes de réalisation de l'invention. La description détaillée qui va suivre se rapporte à un générateur de courant triphasé, mais, bien entendu, elle s'applique également à un générateur monophasé. I1 suffit alors de modifier le nombre d'enroulements du stator. Le générateur de courant G selon l'invention est composé essentiellement d'un moteur asynchrone triphasé fonctionnant en générateur de courant. Le rotor 1 de ce générateur const-itué d'une cage à écureuil ou bobine avec des spires en court-circuit, est relié par un arbre 2 à un élément 3 du véhicule, mobile en translation et dont la vitesse de rotation est généralement fonction du mouvement du véhicule. Cet élément est de préférence le moteur même du véhicule. Le stator du générateur G comporte trois enroulements montés en triangle. Aux bornes de chacun de ces trois enroulements est monté en parallèle un condensateur 5 qui fournit l'énergie réactive nécessaire au fonctionnement. Le stator est relié par un pont redresseur classique 6 au circuit d'alimentation de la batterie 7 du véhicule. Si le générateur G a été artêté sous charge électrique à vide, le générateur se réamorcera spontanément lorsqu'il sera à nouveau entrain a une vitesse suffisante. Ceci est le cas dans ce mode de réalisation, c est-à-dire lorsque le générateur débite sur une batterie 7 par l'intermédiaire d'un pont redresseur 6. En effet, lorsque la vitesse de rotation de l'é- lément 3 est trop petite, par exemple juste avant l'arrêt du moteur, la vitesse de rotation du rotor est très faible et la force électromotrice du générateur devient inférieure à celle de la batterie 7. Le pont redresseur 6 isole alors le gené- rateur de courant G du circuit d'alimentation de la batterie 7. Le générateur de courant G délivre une force électromotrice à vide et celle-ci charge les condensateurs 5 montés aux bornes des enroulements du stator. Cependant, dans tous les cas, l'amorçage du générateur peut être réalise en envoyant une impulsion de courant continu dans l'enroulement de l'une des phases. Sur un véhicule automobile, ceci est commodément réalisé en reliant l'une des phases à la batterie lors de la m- se en route du démarreur ; pour ce faire, le noyau plongeur 8 du contacteur de démarreur peut act-ionner un commutateur 9 qui met en liaison l'un des enroulements 4 du stator du générateur avec le circuit de batterie 7. Lorsqu'on entrante le rotor 1 en rotation après amorçage, le générateur de courant G produit un courant tri phasé. Lorsque la vitesse d'entraînement du rotor I croit, la tension du courant délivré par le générateur croît également et il est nécessaire de la réguler. Cette- régulation est obtenue en déconnectant les condensateurs à l'aide d'un régulateur du type vibrant (non représenté). Les bornes C'l, C'2, et r3 (figure 2) sont portées par la palette mobile dudit régulateur et les bornes C1, C2, et C3 sont reliées à l'armature dudit régulateur. L'enroulement qui attire la palette est branché- sur la tension continue à contrôler, c'est-à-dire la tension con tinue à la sortie du circuit redresseur 6, de la même façon que dans les montages classiques de régulateur de tension d'alternateur. Lorsque cette tension dépasse un niveau fixé, l'enroulement attire la palette du régulateur et déconnecte ainsi les condensateurs 5 des enroulements 4 du stator, ce qui permet de diminuer l'énergie réactive du générateur G et ainsi de limiter la tension aux bornes dudit générateur. Lorsque le générateur est destiné à fonctionner sous une tension élevée, des condensateurs de faible capacité fournissent une énergie réactive suffisante ; par exemple, des condensateurs de capacité de l'ordre de 6F pour un générateur de 500 W sous une tension de 220 V. Si la tension d'utilisation est plus faible, la capacité croit comme le carré de l'inverse du rapport de tension. Bien entendu, certaines variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Le système capacitif peut être composé de deux condensateurs 10 et 11 de capacités différentes montés en série (figure 3). Le condensateur de faible capacité est court circuité lorsque la tension délivrée par le générateur est inférieure à la tension de seuil. Lorsque-cette tension de seuil est dépassée, les bornes C1-C'1, C2-C'2, et C3-C'3 sont séparées, ce qui branche le condensateur 11 de faible capacité en série avec le condensateur 10. La capacité totale du système capacitif est alors diminuée et l'énergie réactive est également plus faible. Selon une autre variante, le système capacitif peut être composé de deux condensateurs 12 et 13 de capacités différentes montés en parallèle tel que représenté sur la figure 4. Lorsque la tension délivrée par le générateur dépasse la tension de seuil, les bornes C 1-C'1, C2-C'2, 53-C'3 sont séparées. Selon une autre variante, le système capacitif est composé d'un condensateur 14 et d'une résistance 15 montés en série tel que représenté sur la figure 5. Lorsque la tension délivrée par le générateur est inférieure à la tension de seuil, la résistance est court-circuitée par les bornes C1 -C' en contact et lorsque la tension dépasse la tension du seuil, la résistance 15 est mise en circuit. Pour limiter l'importance des capacités, on peut multiplier les pâles et augmenter la fréquence. On peut également utiliser un bobinage 17 triphasé spécial (figure 6) pour l'alimentation des condensateurs 16, ce bobinage 17 étant logé dans les mêmes encoches mais étant constitué d'un nombre de tourds plus important que celui de l'enroulement 18 correspondant du stator, de façon à fournir une tension auxiliaire plus élevée de sorte que la capacité du condensateur 16 eut être réduite. L'ensemble fonctionne comme un transformateur logé dans le générateur même. Cette solution est particulierement intéressante pour les générateurs 12 V. Dans ce cas, on pourra par exemple utiliser un enroulement delivrant 240 V, ce qui divise par 400 la capacité des condensateurs nécessaires. Selon une autre variante de l'invention, l'impulsion d'amorçage du générateur peut être délivrée à un enroulement du stator par un relais spécial mis en service par le commutateur qui actionne le démarreur, ou par tout autre système analogue. L'enroulement triphasé du stator peut être branché en étoile au lieu d'être branché en triangle. Dans ce cas, chaque système capacitif peut être branché, soit aux deux extrémités d'un même enroulement, soit aux extrémités non communes de deux enroulements. Bien entendu, le générateur peut fournir un courant monophasé. Il suffit alors de modifier les enroulements du stator. REVENDICATIONS 1. Générateur de courant pour véhicule, du type moteur asynchrone inversé dont le rotor est susceptible d'être entrai- né par le mouvement du véhicule et dont lestator délivre une tension, caractérisé en ce que ledit stator comporte au moins un enroulement qui permet de fournir un courant, en ce que le générateur comporte un système capacitif monté aux bornes de chacun des enroulements et un système régulateur permettant de faire varier la capacité de chaque système capacitif en fonction de la vitesse de rotation du rotor, ce qui permet d'adapter l'énergie réactive nécessaire au fonctionnement optimal, selon la vitesse de rotation. 2. Générateur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système capacitif est composé d'un condensateur unique. 3. Générateur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système capacitif est composé de deux condensateurs de capacités sensiblement différentes, les deux condensateurs étant montés en série. 4. Générateur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système capacitif est composé de deux condensateurs de capacités différentes, les deux condensateurs étant monté-s en parallèle. 5. Générateur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système capacitif est composé d'un condensateur et d'une résistance montés en série. 6. Générateur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque système capacitif est composé d'un enroulement et d'un condensateur montés en série, ledit enroulement du système capacitif étant couplé à un enroulement du stator, cette liaison inductive étant la seule liaison entre un enroulement du stator et un système capacitif. 7. Générateur de courant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le système régulateur est du type régulateur vibrant et comporte une armature et une palette mobile, une borne du condensateur du système capacitif étant reliée à l'une des extrémités d'un enroulement du stator, l'autre extrémité de l'enroulement étant reliée à l'armature du régulateur et l'autre extrémité du condensateur étant reliée à la palette mobile dudit régulateur, ce qui permet de déconnecter le condensateur lorsque la tension délivrée par le générateur est supérieure à un niveau donné. 8. Générateur de courant selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le système régulateur est du type régulateur vibrant et comporte une armature et une palette mobile, le système capacitif étant monté en parallèle aux bornes d'un enroulement du stator, la borne commune à l'en- roulement du stator et au condensateur de plus faible capacité étant reliée à l'armature du régulateur et la borne commune aux deux condensateurs étant reliée à la palette mobile du régulateur, ce qui permet de court-circuiter le condensateur de faible capacité lorsque la tension fournie par le générateur est inférieure à un niveau donne. 9. Générateur de courant selon l'une des revendications 1 et4, caractérisé en ce que le système régulateur est du type régulateur vibrant et comporte une armature et une palette mobile, le condensateur de faible capacité étant monté en parallèle aux bornes d'un enroulement du stator, l'une des bornes du condensateur de plus forte capacité étant reliée à l'une des extrémités dudit enroulement, l'autre extrémité dudit enroulement étant reliée à l'armature du régulateur et la borne libre du condensateur de plus forte capacité étant reliée à la palette mobile du régulateu-r, ce qui permet de déconnecter le condensateur de plus forte capacité lorsque la tension de- livrée par le générateur est supérieure à un niveau donné. 10. Générateur de courant selon l'une des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que le système régulateur est du type régulateur vibrant et comporte une armature et une palette mobile, le système capacitif étant monté en parallèle aux bornes d'un enroulement du stator, la borne commune à lten- roulement du stator et à la résistance étant reliée à l'armature du régulateur et la borne commune au condensateur et à la résistance étant reliée à la palette mobile du régulateur, ce qui permet de court-circuiter la résistance lorsque la tension fournie par le générateur est inférieure à un niveau donné. 11. Générateur de courant selon la revendication 1 caractérisé en ce que le stator possède trois enroulements et fournit un courant triphasé. 1 2. Générateur de courant selon la revendication 1 1 caractérisé en ce que les enroulements du stator sont branchés en étoile et en ce que chaque système capacitif est branché entre les deux extrémités non communes de deux enroulements du stator. 13. Générateur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur reliant l'un des enroulements du stator à la batterie du véhicule et en ce que ledit commutateur est actionné par le noyau plongeur du contacteur de démarreur du véhicule. 14. Générateur de courant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur reliant l'un des enroulements du stator à la batterie du véhicule et en ce que le commutateur est actionné par le relais mis en service par le commutateur qui actionne le démarreur du véhicule.