Brevet FR2232131A1 — publié le 19741227

Les génératrices auxiliaires électriques, sont habituellement équipées 'un régulateur électromécanique susceptible de présenter les inconvénients innérents a tout dispositif mécanique complexe : fragilité, entretien difficile, instabilité de fonctionnement par variation de température, avec des conséquences graves sur la tenue des batteries d'accumulateurs lorsque la génératrice est utilisée pour la charge de celles-ci. Le régulateur objet de l'invention, destiné à remplacer les régulateurs électromécaniques antérieurs, élimine les aéfauts ci-dessus en assurant rigoureusement et sans variation un programme de régulation de la génératrice électrique. Il est réalisé de façon à remplacer les régulateurs électromécaniques par simple échange standard. La diode anti-retour de courant est conservée sans modification. La protection contre les surcharges et les court-circuits est assurée par des fonctions associees au régulateur proprement dit. Dans le régulateur de l'invention, le courant d'excitation de la génératrice électrique est asservi : 1. a la force électromotrice de la génératrice ; 2. au courant débité par la génératrice (pente de la caractéristique U pour IG compris entre 0 et IGXa) ;. a l'intensité maximale du courant débité (limitateur d'intensité) 4. a la température ambiante a proximité de la batterie d'accu mulateurs. Les asservissements à et 4 peuvent être supprimés afin d'obtenir une ré6ulation indépendante de l'intensité et de la température. Dans le régulateur ae l'invention, la limitation d'intensité à et et la pente de la caractéristique G pour 1G compris entre O et IGmax sont realisées > partir d'informations captées par magnéto-résistances. be principe de l'équipement est montré sur le schéma fig.1 sur lequel 1 est l'induit de la génératrice électrique, 2 l'inducteur, o l'organe de régulation au courant d'excitation en série avec l'inouc- teur, q l'amplificateur recevant sur son entre - une intormation issue de l'organe 2 associant eux informations primaires : la tension ae sortie U, et l'intensité débité 1G - une information issue de 1 t organe 6 de contrôle de limitation i' intensité. est le capteur à magnéto-résistances Mi et ma dont la présence caractérise l'originalité du montage, et dont les valeurs croissent avec le clamp, ctest-a-dire avec l'intensité IG débitée par la genératrice. sur la fig. 2 est schématisé l'ensemble de régulation de l'irvention qui comprend essentiellement veux diviseurs potentiométriques, l'un pour l'organe 5 de contrôle et de régulation ae la tension, et qui comprend les résistances R10 en parallèle avec RCTN , R4, P11 R5, t et M2 en parallèle avec R6 ; l'autre pour l'organe 6 de contrôle de limitation d'intensité et qui comprend les résistances en série b ' i29 20 et M1. Ces deux diviseurs potentiométriques agissent par l'intermédiaire de transistors T3, T4, Ta sur le transistor T1 qui module le courant de l'inducteur 2. Sur la fig. 3 sont représentées les deux magnéto-résistances Mi et Ma identiques logées dans l'entrefer 11 du circuit magnétique 12, et soumises â l'action du champ produit par une bobine inductrice & placée sur la branche opposée à l'entrefer et parcourue par l'intensité débitée par la génératrice. L'ensemble constitué par le circuit magnétique 12, la bobine inductrice 8 et les magnéto-résistances H1 et M2 est enrobé dans une résine synthétique et se présente sous la forme d'un bloc compact et étanche, avec d'un côté les trois bornes des magnéto-résistances Mi et M2, et de l'autre côté les deux bornes de la bobine inductrice 8. bur le schéma fig. 2 la génératrice électrique est auto-excitatrice avec inducteur 2 en série avec une résistance R1 qui peut être court-circuitée par un transistor T1. Le dispositif étant alimenté par la tension de la génératrice électrique ne peut intervenir qu'après excitation de celle-ci ; cette condition implique que R1 soit choisie de telle façon que la génératrice s'amorce lorsquelle tourne à sa vitesse minimale. Lorsque la condition ci-dessus est obtenue, le transistor T1 devient passant pour permettre l'excitation maximale, afin d'atteindre rapidement la tension prévue pour la génératrice.Dès que cette tension atteint un niveau tel que, par l'intermédiaire du diviseur potentiométrique formé par RCTN-R10' X4t P11 R51 R6 - Ma, la diode Z1 conduit T3 est alors commandé et ramène le potentiel de la base de T2 proche du potentiel de son émetteur, ce qui provoque son blocage et par suite celui de T1. De ce fait, le courant d'excitation de la génératrice diminue, entrainant le processus inverse et par suite le déblocage de T1 ; le système, repartant pour un nouveau cycle, fonctionne de telle sorte que le transistor T1 se bloque et se débloque a une certaine fréquence. Pendant la période de non-conduction de T1 la diode D1 permet d'écouler l'énergie selfique de l'inducteur 2. Il y a hacàge, et'la valeur moyenne de la fréquence de hachage est variable avec la charge et la vitesse de rotation de la génératrice. ville est limitée par la valeur de la capacité C3. La fréquence moyen- ne a été choisie en tenant compte des temps de réponse des différents circuits, de manière qu'aucune ondulation n'apparaisse sur la tension de sortie de la génératrice. L'intensité moyenne du courant inducteur permet d'obtenir une tension d'induit régulée à + 1 % ppur des vitesses de rotation de la génératrice comprise entre 800 et 2 500 tr/min. Le potentiomètre P1 sert à afficher la valeur de la tension à réguler ; la référence étant donnée par l'ensemble P1, 5n, R en parallèle avec H2. o Dès que l'intensité débitée par la génératrice augmente, la valeur de M2 croit, et tend à faire augmenter la valeur de la tension au: bornes de l'ensemble P?, R5, R6 et de ce fait le régulateur produit son action pour une tension de la génératrice qui est inférieure à celle où se produisait son action à vide. On obtieitainsi l'effet de pente du régulateur, et cette pente peut tre réglée par la valeur de 26. La limitation de l'intensité débitée par la génératrice est obtenue a partir de la variation de X1. La diode Z2 permet d'obtenir une tension de référence stable aux bornes de l'ensemble P2 B8 et M1. Dès que la résistance de H1 augmente, la tension à ses bornes augmente également ; à artir d'un certain potentiel, la jonction émetteur-ba6e de T4 et la diode D2 deviennent passantes et le transistor T4 commence à conduire. L'action de T4 est semblable à celle de T3 en provoquant le blocage de Ta et par suite celui de T1. La capacité entre émetteurs et collecteurs de T et T4 évite une oscillation Z T4 trop rapide du systeme. Le-potentiometre P2 permet d'afficher la valeur de la limitation d'intensité. A partir d'une certaine valeur de Ig, les actions de T3 et de T4 se conjuguent pour déterminer le blocage de Td et T1, et la caractéristique du régulateur présente alors un arrondi entre le sassage du régime régulation de tension au régime limitation d'intensité. Ce montage résoud de la façon la plus simple possible, les liaisons entre l'intensité débitée et la régulation et il assure, en outre, un isolement galvanique très élevé, réduisant ainsi considérablement les difficultés relatives aux fixations e potentiel. Le bloc capteur d'intensité est robuste, insensible aux agents atmosphériques et indéréglable - ce qui doit lui garantir une très bonne fiabilité. Les possibilités O de réglage de la pente U (IG) par R6 en parallèle avec N2, O de réglage de la limitation de IG par P2 en série avec H , O d'asservissement a la température par R10 et RCTN, du régulateur objet de l'invention, permettent d'adapter rigou creusement les conditions de charge aux caractéristiques et à l'état des batteries d'accumulateurs, ce ce qui est très important pour la conservation de celles-ci. R VN DIC ATI ONS 1. régulateur électronique pour génératrice électrique dans lequel les fonctions asservissement de la tension génératrice à l'intensité débitée1 iimittion de l'intensité débitée par la génératrice, sont élaborées à partir d'informations captées par un dispositif à magnéto-résistances. t. bloc capteur d'intensité à magnéto-résistances selon la revendication 1 agissant en élément passif, sans contact avec le circuit de puis sance, indéréglable et insensible aux agents atmosphériques. ,. Régulateur électronique selon la revendication î assurant les fonc tions suivantes régulation de tension avec ou sans asservissement à l'intensité débitée, protection de la génératrice et de la batterie d'accumulateurs par limitation électronique de l'intensité débite, déplacement automatique des caractéristiques en fonction de la température ambiante pour les adapter à la f.e.m. des batteries d'accumulateurs. possibilité d'annuler l'asservissement à la température et de conserver les autres réglages à + 1 i pour une temperature varia ble de - cC?0 C à + b00 C.