Brevet FR2506095A1 — publié le 19821119

L'invention concérne un appareil régulateur de tension pour volant d'alternateur, Le coût plus élevé des aimants permanents de type ferrique entratne, dans les volants d'alternateurs, leur remplacement par des aimants de-type plastique ou céramique. Quant aux régulateurs de tension, sont connus ceux qui impliquent un court-circuit d'une demi-période de l'onde fournie par un volant d'alternateur. Ce type de régulateur avec court-circuit d'une seule demi-période est lié à la marche du volant d'alternateur par des effets thermiques. Pour éviter ces effets, il est possible de produire un court-circuit des deux périodes de l'onde engendrée par le volant. C'est à cette solution que s'applique la présente invention. L'appareil de l'invention est caractérisé en ce que, pour effectuer le court circuit des deux demi-périodes du volant alternateur, sont prévus, dans le circuit, deux thyristors connectés en montage anti-parallèle de sorte que chacun conduise une demi-période, ces thyristors étant connectés respectivement en parallèle avec le volant magnétique pour provoquer alternativement un court-circuit. Le courant alternatif engendré par le volant est redressé au moyen d'un pont de redresseurs et le courant continu aux bornes du pont est appliqué au circuit comprenant la résistance de réglage, une diode Zener et une résistance. Dans le cas où aucun condensateur n'est connecté, lorsque la tension continue atteint une certaine valeur, la diode Zener devient conductrice, ce qui suppose la charge du condensateur. Le temps nécessaire pour la charge du condensateur dépend des valeurs des résistances indiquées et est proportionnel à la tension de la diode Zener. Le condensateur est connecté à un transistor de telle manière que, lorsque la tension du condensateur atteint la valeur rendant conductrice la base du transistor, celle-ci provoque l'état conducteur de l'autre transistor connecté au premier. Cet état conducteur de ce second transistor détermine le passage d'un courant à travers la jonction collecteur-émetteur et ce courant se propage à travers les deux redresseurs et résistances jusqu'aux thyristors connectés en anti-parallèle. La conduction de ces thyristors détermine le court-circuit des deux demi-périodes de l'onde engendrée par le volant. Dans le cas où un consommateur quelconque est connecté au volant d'alternateur, les conditions de marche sans charge se modifient, dans le sens d'une diminution du courant qui passe à travers la résistance de réglage et à travers la diode Zener. Le point de conduction du second transistor est ainsi retardé de telle sorte que le volant conserve une tension supérieure à celle qui existe sans consommateur, mais qui est pratiquement constante avec la charge. La valeur de régulation est appliquée en agissant sur la résistance de réglage. A chaque porte des thyristors, est reliée une résistance qui limite à des valeurs acceptables, le courant de passage de ceux-ci. Les diodes reliées à la porte des thyristors ont pourrôle de les protéger en laissant passer seulement le courant positif pour éviter des interactions entre les portes. Le second transistor sert à l'amorçage des thyristors. I1 se polarise au moyen de résistances disposées entre sa base et son émetteur. Les dessins annexés à titre d'exemple représentent un cas de réalisation pratique de l'appareil régulateur de tension pour volant d'alternateur conforme à la présente invention. Dans ces dessins - la figure 1 est un schéma détaillé des connexions de l'appareil. - la figure 2 est un schéma simplifié. - la figure 3 est une graphique dans lequel le temps est représenté en abscisses et la tension de l'onde est représentée en ordonnées. L'appareil comprend un rotor 1, et une ou plusieurs bobines d'alimentation 2 du volant d'alternateur. Les extrémités de la bobine sont reliées à un pont redresseur à diodes 3, 4, 5 et 6. Pour effectuer le court-circuit des deux demi-périodes du volant d'alternateur sont prévus deux thyristors 7 et 8 connectés en montage anti-parallèle. Chacun de ces thyristors sera conducteur pendant une demi-période. Les deux thyristors 7 et 8 sont connectés en parallèle par rapport au volant magnétique, pour provoquer un court-circuit alterné, en obtenant ainsi l'effet thermique désiré sur le volant. L'appareil comprend également les deux transistors 9 et 10 et la résistance de réglage 11 qui est reliée à la diode Zener 12 et au condensateur 13. Considérons en premier lieu le cas où aucune charge n'est reliée au volant qui engendre un courant alternatif entre les points A et B. Ce courant alternatif qui est transformé en courant continu par le pont à diodes 3, 4, 5, 6 va à travers le circuit de commande, être appliqué à la résistance de réglage 11,-à la diode Zener 12, et à la résistance 14, de telle sorte que, une fois qu'est atteinte une valeur déterminée de la tension croissante, la diode Zener devient conductrice et elle procède à la charge du condensateur 13. Le temps de charge du condensateur dépend des valeurs des résistances 11 et 14 et est proportionnel à la tension de la diode 12. Quand la tension de charge dans le condensateur 13 atteint la valeur de conduction de la base du transistor 10, celui-ci passe à l'étant conducteur. Cet état conducteur provoque la conduction du transistor 9, avec une polarisation correcte, à travers les résistances 15 et 16. L'étant conducteur du transistor 9 détermine le passage de courant entre son émetteur et son collecteur et par conséquent à travers la diode 17, les résistances 18 et 19, ainsi qu'à travers la diode 20, les résistances 21 et 22, ce qui produit un amorçage des thyristors 7 et 8. Tant qu'il n'y a pas de charge, il s'établit un courant continu provenant du courant alternatif avec coupure de la variation thermique ascendante du volant. Avec le passage à l'état conducteur des deux thyristors, il se produit un court-circuit dans les deux demi-périodes de l'onde engendrée par le volant. La figure 2 représente l'ensemble du redresseur 23, la dérivation des consommateurs 24, et la mise à la terre 25. La forme de l'onde dérivée est semblable à celle de l'onde représentée dans le graphique de la figure 3 qui montre les points où la tension du courant varie par court-circuitage de l'onde. En second lieu, si aucun consommateur n'est connecté au régulateur, les conditions décrites plus haut changent. Le courant qui passe à travers la résistance de réglage 11 et à travers la diode Zener 12, décrort, alors qu'une partie de l'intensité sert à charger le condensateur 13, de sorte que le point de conduction du transistor 10 est retardé. Le volant reste alors à une certaine tension pratiquement constante avec la charge. La tension sera supérieure à celle de marche à vide sans consommateur. La valeur de réglage s'ajuste au moyen de la résistance 11. La constante de temps de la tension de régulation est indépendante du consommateur. Les résistances 18 et 21 limitent le courant de passage des thyristors à des valeurs acceptables. Les résistances 15 et 16 polarisent le transistor 9. Les diodes 17 et 20 ont deux fonctions principales. La première consiste à laisser passer tout le courant positif à la porte des thyristors. La seconde consiste à éviter que les courants d'amorçage des thyristors interfèrent entre eux. La résistance de réglage 11, la diode Zener 12, la résistance 14 et le condensateur 13 déterminent la tension de régulation ajustée au moyen de la résistance 11. R E V E N D I C A T I O N S 10) Appareil régulateur de tension pour volants d'alternateurs, caractérisé en ce que, pour effectuer le courtcircuit des deux demi-périodes du volant alternateur, sont prévus, dans le circuit, deux thyristors (7 et 8) connectés en montage anti-parallèle de sorte que chacun conduise une dem- période, ces thyristors étant connectés respectivement en parallèle avec le volant magnétique pour provoquer alternativement un court-circuit. 20) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le courant alternatif engendré par le volant est redressé par un pont de redresseurs, le courant continu aux bornes du pont étant appliqué au circuit contenant une résistance de réglage (11) et une diode Zener (12) avec résistance, de telle sorte que, dans le cas où aucun consommateur n'est connecté, lorsque la tension continue atteint une certaine valeur, la diode Zener (12) devient conductrice, ce qui suppose la charge d'un condensateur (13), dont le temps de charge est proportionnel aux valeurs des résistances indiquées et de la tension de la diode (12). 30) Appareil suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le condensateur est connecté à un premier transistor de telle manière que, quand la tension du condensateur (13) atteint la valeur de conduction de la base du transistor (10), ce dernier devient conducteur et provoque le passage à l'état conducteur d'un autre transistor (9) relié au premier, lequel détermine le passage d'un courant à travers la jonction collecteur-émetteur, ce courant allant aux deux redresseurs et aux résistances jusqu'à amorcer les deux thyristors (7 et 8) connectés en montage anti-parallèle, la conduction de ces deux thyristors déterminant le court-circuit des deux semipériodes de l'onde engendrée par le volant. 40) Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, lorsqu'un consommateur quelconque est connecté au volant d'alternateur, les conditions de marche sans charge se modifient dans le sens d'une diminution du courant qui passe à travers la résistance de réglage et à travers la diode Zener ; le point de conduction du second transistor est ainsi retardé, de telle sorte que le volant conserve une tension supérieure à celle qui existe sans consommateur mais qui est pratiquement constante avec la charge, la valeur de la régulation étant appliquée en agissant sur la résistance de réglage. 50) Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une résistance est reliée à la porte de chaque thyristor pour limiter les valeurs acceptables du courant de porte, des diodes reliées chacune à la porte d'un thyristor ayant pour mission, d'une part, de protéger ceux-ci en laissant passer seulement le courant positif, et d'autre part d'éviter une interaction entre les portes, le second transistor d'amorçage des thyristors étant polarisé au moyen de résistances disposées entre sa base et son émetteur.