Brevet FR2240555A1 — publié le 19750307

On connaît des chargeurs pour accumulateurs qui sont branchés sur un réseau à courant alternatif et oui sont équipés de transformateurs de redresseurs, ainsi que de régulateurs de courant et de tension. Ils présentent toutefois l'inconvénient que les fusi bles protégeant les réseaux domestiques, réglés par exemple à 16 A ne Permettent pas de charger l'accumulateur déchargé avec le courant maximal correspondant à sa tension la plus basse.Les temps de charge sont ainsi relativement longs, ce qui est particulière- ment gênant dans les cas o- la charge des accumulateurs fournis- sant l'énergie de traction à des engins électriques doit se faire par le réseau domestique et en période de nuit, qui ne s'tend habituellement que sur dix heures; ces dernières étant insuffisantes dans la plupart des cas. En conséquence l'invention s'est fixé tour objectif de ré duire le temps de charge des accumulateurs malgré la limitation parr les fusibles du courant primaire. Le progrès apporté par l'invention réside dans le fait que les accumulateurs déchargés au départ sont chargés avec des cou- rants élevés correspondant au rapport de transformation initiai important du transformateur et que, de ce fait, le courant de charge est en général sensiblement plus élevé que le courant de charge réalisable à la fin de l'opération de mise en charge. On a décrit ci-après en référence aux dessins annexés, deux exemples de réalisation non limitatif de l'invention. Sur les dessins : - les figures l et 2 sont des schémas de montage de chargeurs pour accumulateurs selon ces deux modes drexécution et - les figures 3 â-8 représentent des diagrammes explicitant le fonctionnement Sur les deux modes de réalisation, l'enroulement primaire l d'un transformateur d'entrée est branché sur un réseau alternatif monophasé 2 de 220 V, équipé de nuisibles automatiques limitant l'intensité du courant à 16 A. Dans le premier modèle, le transformateur d'entrée comporte deux enroulements secondaires 3 et 4. A chacun d'entre eux se trouve relié un redresseur 5 respectivement 6. t8té courant con tinu, ces redresseurs sont montés en série et peuvent alimenter, chacun, une batterie d'accumulateurs 7 branchés sur le courant. Le rapport d'enroulement entre l'enroulement primaire 1 et l'enroulement secondaire 3 et, de ce f@it, le rapport de transformation du transformateur, est de 220 : 120 Autrement dit, l'enroulement secondaire 3 fournit au redresseur 5 une tension alternetive effective de 120 V. Le rapport d'enroulement entre l'enroulement primaire 1 et l'enroulement secondaire 4, c'est-à-dire le ra'j-ort de transformation du transformateur est de 220 : 38. Toutefois, la tension secondaire effective de 38 V n'apparaît tas normalement au redresseur 5 étant donné que des bobines de blocage 8 d'un transducteur sont intercalées dans l'un des deux circuits de liaison entre l'enroulement secondaire 4 et le redresseur b. l'enroulemnt de commande 9 qui en fait partie est relié à un régulateur 10, qui est alimenté en énergie au travers d'un enroulement secondaire auxiliaire 11 du transformateur d'entrée. Un transformateur de courant 12, dont l'un des enroulements se trouve branché sur le circuit d'arrivée 1 entre le rcseau et l'enroulement primaire 1, fournit au régulateur les valeurs réelles du courant alternatif effectif traversant l'enroulement primaire l. Les valeurs réelles de la tension de la batterie parviennent au régulateur 10 au travers de deux circuits 1', relié9 aux bornes de branchement 14 de la batterie d'accumulateurs 7. le régulateur lu rgle, car l'interm4diaire du transducteur , 9, le courant dirigé sur le redresseur ó, donc le courant de charge, de manière à ce que le courant traversant l'enroulement primaire n'atteigne pas la valeur maximale de l'intensité, par exemple 16 A, réglée sur le disjoncteur. On admet que la batterie d'accumulateurs consiste en accumulateurs au plomb de 72 éléments sur lesquels, à l'état non chergé, on mesure une tension de 2 V par élément, soit une tension de 144 V pour l'ensemble de la batterie et qu'à l'état chargé on mesure une tension de 2,4 V par élément, soit une tension de 173 V pour la batterie. Lorsque cette tension est atteinte, le régulateur de tension 10 intervient et bloque le transducteur 8,9. La figure 6 présente le comportement du courant de charge fourni par le redresseur 5 représenté en valeur arithmétique Iar en fonction de la version UB de la batterie. On remarque que, lorsque la charge est amorcée à 144 V, la batterie est alimentée par l'enroulement secondaire 9 etle redresseur 5, en courant d'une valeur arithmétique de 18 A. Le rapport de transformation entre l'enroulement .primaire 1 et l'enroulement secondaire 3 est choisi de manière à ce que la valeur arithmétique de le A du-courant continu corresponde à l'intensité effective de 16 A du réseau 2 réglée sur le disjoncteur.Ainsi au départ, la charge de la bat- terie V est- assurée par le seul enroulement 2, ce qui fait que le transducteur b,9, est bloqué par le régulateur 10 et évite ainsi que le courant parvienne au redresseur 6-, au travers de l'enrou- lement secondaire 4. Cette situation se reflète dans la figure 7, qui schématise le comportement du courant continu arithmétique fourni à la batterie en fo-nction- de la tension U3 à la batterie. La figure 5 présente le comportement du courant continu ondulé "u", fourni par les redresseurs 5 et 6, en fonction du temps "t". Au début de la charge, I-'évolution de la tension continue au redresseur 5 est représentée par la courbe "u 5" compte tenu d'une tension effective Ueff de 120 V avec une valeur maximale U5max de 170 V. Pendant tout le temps où, au début de la charge, la tension u5 est supérieure à la tension UB de 144 V de la batterie, ce qui est représenté par la zone hachurée de la figure 3, le courant de charge provenant du redresseur 5 aboutit à la batterie, de courant est désigné par i5 dans le figure 4 et correspond à la moyenne arithmétique Iar de 18 A. Dans la mesure où, en cours de- charge, la tension de batterie dépasse la valeur initiale de 144 V, l'excédent de la tension par rapport à la tension de la batterie, se réduit pour être égal à zéro lorsque la tension de la batterie atteint 170 V, ce qui est schématisé dans lafigure 6. Cette situation correspondrait à une baisse du courant du réseau d'alimentation 2. Or, le régulateur 10 réagit de manière à ce que l'augmentation de la tension de la batterie soit compen sée par la-réduction progressive d-e la résistance du transducteur 8,9 et qu'ainsi le redresseur 6 fournisse le courant de charge complémentaire au travers de l'enroulement secondaire 4. ha figure 7 schématise l'accroissement du courant continu arithmétique Iar6 en fonction de l'augmentation de la tension UB de la batterie. Lorsque la batterie est entièrement chargée, c'est-à-dire lorsque la tension atteint 1/3 V, la valeur arithmétique du courant continu Iar6, fourni par l'enroulement secondaire 4 au travers du redresseur 5, a atteint 19 A, ce qui se retrouve dans la figure 3, où la courbe U5,6 schématise le comportement de la somme des tensions continues existant aux redresseurs 5 et 6 en fonction du temps "t". L'excédent de cette tension par rapport à la tension UB de 173 V de la batterie, représenté également par une surface hachurée dans la figure 3, fournit par l'intermédiaire du redresseur 6 un courant i6 dont le comportement en fonction du temps "t" est schématisé dans la figure 5. Ce courant correspond à la moyenne arithmétique du courant de charge Iar6 de 13 A. Dans la figure 3, les courbes en traits mixtes présentent, pour le cas où le transducteur 8,9, serait complétement ouvert, le comportement de la tension aux deux redresseurs ,6, qui correspondrait à une tension effective de 120 + 38 V. la figure 8 reflete le comportement du courant total de charge r Iar en fonction de la charge UB de la batterie obtenu par addition des ordonnées des graphiques des figures 6 et 7. Au départ, la batterie est mise en charge par un courant d'une intensité telle que'l'intensité du courant du réseau d'alimentation 2 se trouve juste en-dessous de la limite des 16 A c'est-à-dire du réglage du disjoncteur de protection. Ainsi l'intensité de charge moyenne est sensiblement supérieure à l'intensité maximale (de 13 Ampères d'après l'exemple cité) réalisable pour la batterie entièrement charge. D'après la figure 2, on constate que l'invention peut être réalisée également à l'aide d'un transformateur de réglage traditionnel. Celui-ci ne comporte qu'un sel enroulement secondaire 15 qui, grecs à un curseur 16 actionné par le régulateur 10, peut produire des tensions secondaires différentes. Ces tensions se condaires parviennent à l'unique redresseur 17 alimentant 1? batterie 7. le curseur 16 permet de régler le rapport de transforma- tion du transformateur de manière à ce que l'on dispose d'un cou rant de charge maximal correspondant à un courant effectif du réseau, dont l'intensité est tout juste inférieure à l'intensité maximale de 16 A réglée sur le disjoncteur. A cet effet, au début de la mise en charge, lorsque la tension de la batterie accuse 144 V, le curseur 16 prélève sur l'enroulement secondaire 15 une tension effective de 120 V, alors que le réseau d'alimenration conduit une tension effective de 220 V. Dans la mesure où la tension de la batterie augmente, le curseur prélève progres- sivement des tensions secondaires de plus en plus importantes pour aboutir à la charge complète de la batterie aux environs de 173 V. Le réglage du curseur 16 au travers du régulateur 10 est réalisé de manière à ce que la tension du réseau d'alimentation soit tout juste inférieure à la tension réglée sur le disjonc- teur. REVENDICATIONS 1.- Appareil destiné à la charge des batteries d'accumulateurs partir d'un reseau d'alimentation à courant alternatif par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un redresseur relié à un regulateur qui limite le courant de charge 2 une valeur maximale correspondant sur le côté primaire du tramsformateur à la veleur du courant du réseau limité par un disjoncteur, caractérisé par le fait que le regulateur (lO) provoque différents rapports de transformation du transformateur de manière telle qu'à la tension la lus faible de la batterie corresponde une tension alternative au redresseur (5,6,17) nettement inférieure à la tension maximale de cette batterie. 2.- Appareil d'apyres la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un (3) des deux enroulements secondaires du transfor- mateur alimente, au moyen d'un rapport de transformation du transformateur correspondant à la tension minimale de la batterie, l'un (5) des deux redresseurs montés en série, alors qu'entre le deuxième enroulement secondaire (7) et le deuxième redresseur (5) se trouve intercalé un organe de réglage (8) excité par un régulateur (10) en vu-e du réglage de la tension dans le sens de l'adaptation du rapport de transformation du transformateur à la tension de la batterie. 3.- Appareil d'après la revendication 1, caractérisé par le fait que le transformateur présente les caractéristiques d'un transformateur réglable (1,15) dont l'organe de réglage (16) se déplace sur l'enroulement secondaire (15) sous l'effet du régulateur (10).