Le problème de la régulation de la tension dans un système à courant alternatif ne diffère pas fondamentalement de celui dans un système à courant continu. Dans chaque cas, la fonction du système de régulation est de contrôler la tension, de maintenir un équilibre du courant circulant dans tout le système et d'éliminer les changements brusques de tension (anti-chasse) lorsqu'une charge est appliquée au système. Cependant, il existe une différence importante entre le système de régulation des générateurs à courant continu et des alternateurs fonctionnant en configuration parallèle. La charge portée par un générateur CC particulier dans un système à deux ou quatre générateurs dépend de sa tension par rapport à la tension du bus, tandis que la répartition de la charge entre les alternateurs dépend des réglages de leurs régulateurs de vitesse, qui sont contrôlés par la fréquence et circuits de statisme discutés dans la section précédente sur les systèmes d'entraînement à vitesse constante d'alternateur.
Lorsque les générateurs de courant alternatif fonctionnent en parallèle, la fréquence et la tension doivent être égales. Lorsqu'une force de synchronisation est nécessaire pour égaliser uniquement la tension entre les générateurs CC, des forces de synchronisation sont nécessaires pour égaliser à la fois la tension et la vitesse (fréquence) entre les générateurs CA. Sur une base comparative, les forces de synchronisation pour les générateurs à courant alternatif sont beaucoup plus importantes que pour les générateurs à courant continu. Lorsque les générateurs de courant alternatif sont de taille suffisante et fonctionnent à des fréquences et des tensions aux bornes inégales, de graves dommages peuvent survenir s'ils sont soudainement connectés les uns aux autres via un bus commun. Pour éviter cela, les générateurs doivent être synchronisés aussi étroitement que possible avant de les connecter ensemble.
La régulation de la tension de sortie d'un excitateur CC, qui fournit du courant au champ du rotor de l'alternateur, contrôle au mieux la tension de sortie d'un alternateur. Ceci est accompli par la régulation d'un système de 28 volts connecté dans le circuit de champ de l'excitateur. Un régulateur contrôle le courant de champ de l'excitatrice et régule ainsi la tension de sortie de l'excitatrice appliquée au champ de l'alternateur.
Régulateurs transistorisés d'alternateur
De nombreux systèmes d'alternateur d'avion utilisent un régulateur de tension transistorisé pour contrôler la sortie de l'alternateur. Avant d'étudier cette section, une revue des principes des transistors peut être utile.
Un régulateur de tension transistorisé se compose principalement de transistors, de diodes, de résistances, de condensateurs et, généralement, d'une thermistance. En fonctionnement, le courant circule à travers un chemin de diode et de transistor vers le champ du générateur. Lorsque le niveau de tension approprié est atteint, les composants de régulation amènent le transistor à couper la conduction pour contrôler l'intensité du champ de l'alternateur. La plage de fonctionnement du régulateur est généralement réglable dans une plage étroite. La thermistance fournit une compensation de température pour le circuit. Le régulateur de tension transistorisé représenté sur la figure sera mentionné dans l'explication du fonctionnement de ce type de régulateur.
La sortie CA du générateur est envoyée au régulateur de tension, où elle est comparée à une tension de référence, et la différence est appliquée à la section amplificateur de commande du régulateur. Si la sortie est trop faible, l'intensité du champ du générateur d'excitation CA est augmentée par les circuits du régulateur. Si la sortie est trop élevée, l'intensité du champ est réduite.
L'alimentation du circuit en pont est CR1, qui fournit un redressement pleine onde de la sortie triphasée du transformateur T1. Les tensions de sortie CC de CR1 sont proportionnelles aux tensions de phase moyennes. L'alimentation est fournie à partir de l'extrémité négative de l'alimentation via le point B, R2, le point C, la diode Zener (CR5), le point D et le raccordement parallèle de V1 et R1. Le point de décollage C du pont est situé entre la résistance R2 et la diode zener. Dans l'autre jambe du pont de référence, les résistances R9, R7 et la résistance de compensation de température RT1 sont connectées en série avec V1 et R1 via les points B, A et D. La sortie de cette jambe du pont est au bras d'essuie-glace de R7.
Lorsque la tension du générateur change, par exemple, si la tension diminue, la tension entre R1 et V1 (une fois que V2 commence à conduire) reste constante. Le changement de tension total se produit à travers le circuit en pont. Étant donné que la tension aux bornes de la diode Zener reste constante (une fois qu'elle commence à conduire), la variation de tension totale se produisant dans cette branche du pont se fait aux bornes de la résistance R2. Dans l'autre branche du pont, la variation de tension aux bornes des résistances est proportionnelle à leurs valeurs de résistance. Par conséquent, la variation de tension aux bornes de R2 est supérieure à la variation de tension aux bornes de R9 vers le bras d'essuie-glace de R7. Si la tension de sortie du générateur chute, le point C est négatif par rapport au bras d'essuie-glace de R7. A l'inverse, si la tension de sortie du générateur augmente, la polarité de la tension entre les deux points est inversée.
La sortie du pont, prise entre les points C et A, est connectée entre l'émetteur et la base du transistor Q1. Lorsque la tension de sortie du générateur est faible, la tension du pont est négative à l'émetteur et positive à la base. Il s'agit d'un signal de polarisation directe vers le transistor, et le courant émetteur-collecteur augmente donc. Avec l'augmentation du courant, la tension aux bornes de la résistance d'émetteur R11 augmente.
Ceci, à son tour, applique un signal positif à la base du transistor Q4, augmentant son émetteur au courant de collecteur et augmentant la chute de tension à travers la résistance d'émetteur R10.
Cela donne une polarisation positive à la base de Q2, ce qui augmente son courant d'émetteur à collecteur et augmente la chute de tension à travers sa résistance d'émetteur R4. Ce signal positif commande le transistor de sortie Q3. Le signal positif sur la base de Q3 augmente le courant de l'émetteur au collecteur.
Le champ de commande du générateur d'excitation se trouve dans le circuit du collecteur. L'augmentation de la sortie du générateur d'excitation augmente l'intensité du champ du générateur CA, ce qui augmente la sortie du générateur.
Pour éviter d'exciter le générateur lorsque la fréquence est à une valeur basse, un interrupteur de sous-vitesse est situé près de la borne F+. Lorsque le générateur atteint une fréquence de fonctionnement appropriée, l'interrupteur se ferme et permet au générateur d'être excité.
Un autre élément intéressant est la ligne contenant les résistances R27, R28 et R29 en série avec les contacts normalement fermés du relais K1. La bobine de fonctionnement de ce relais se trouve dans la partie inférieure gauche du schéma. Le relais K1 est connecté aux bornes de l'alimentation (CR4) de l'amplificateur à transistor. Lorsque le générateur est démarré, l'énergie électrique est fournie par le bus CC de 28 volts au champ du générateur d'excitation pour "faire clignoter le champ" pour l'excitation initiale. Lorsque le champ du générateur d'excitation a été excité, le générateur de courant alternatif commence à produire et, à mesure qu'il s'accumule, le relais K1 est excité, ouvrant le circuit «éclair de champ».
