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Il Perfectionnements aux appareils de transformation des courants électriques alternatif en courants continus et vice-versa ".
La présente invention a pour objet des perfectionne- ments aux appareils de transformation des courants élec-
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triqutis altoernatifs en courants continus et vice versa, com- prenant un transformateur avec an système à'enroulements re- :1. .é , àn UéJl;t6 oto LW :t'i:6, dans 18 sue is dO 1V6n 'b 0 it'u a.la les courante alternatifs de phases diverses engendrés dans le transformateur, et un système de balais tournant sur ledit collecteur, et reliés à des anneaux tournant
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avec ceux-ci et glissant sous des balais fixes auxquels sont fixés les conducteurs dans lesquels doit circuler le courant continu produit par le transformatcur, ou, respec- tivement, amené à celui-ci pour y être transformé.
On sait que ces appareils de transformation utilisent une disposition analogue à celle qui est appliquée à l'an- neau de Pacinotti dans'les dynamos ordinaires, mais en inver- tissant le mouvement relatif du collecteur et des balais.
En effet, dans les générateurs ordinaires de courant con- tinu, les divers courants déphasés entre eux qui circulent dans les divers groupes de spires qui constituent l'anneau de j'acinotti, sont obtenus en faisant tourner celui-ci (c'est à dire l'induit) dans un champ magnétique fixe (inducteur) dont la position détermine la position, fixe dans l'espace, du diamètre de commutation sur le collecteur tournant avec l'anneau, aux groupes de spires duquel sont reliées les lames du collecteur lui-même.
Ur, il est clair que, si, au lieu de faire tourner l'an- neau et le collecteur, on maintient fixe ce système, et si on fait circuler dans les spires reliées aux diverses la- mes des courants alternatifs de phases diverses engendrés de manière à/obtenir dans chaque spire immobile la même variation et la même succession de courants que l'on aurait dans le cas de la rotation de l'anneau dans le champ magnétique fixe, le diamètre de commutation tournera, au contraire, dans l'espa- ce et, par conséquent, par rapport au collecteur fixe, avec une vitesse égale et contraire à celle qu'aurait eue l'anneau.
rour ce motif, si l'on dispose d'un système de balais tour- nant avec cette vitesse du diamètre de commutation, elles recueilleront par le colloctour fixe lo même courant oontinu que recueillerait, par un système de balais fixes, l'anneau de Pacinotti équivalent tournant dans un champ magnétique fixe c orrespondant.
Si, comme il arrive pratiquement, les courants alterna- tifs et circulant dans les diverses spires, ou groupes de
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spires, reliées au collecteur sont obtenus statiquement par la composition de forces électromotrices induites par un système de courants polyphasés, la rotation des balais avec une vitesse égale à celle du diamètre de commutation s'obtient en les faisant commander par un moteur synchrone alimenté par le courant alternatif à transformer.
Ordinairement, pour l'alimentation de ces appareils, on dispose de courant triphasé. En introduisant ce courant dans un transformateur triphasé à trous colonnes, on peut, du secon- daire de chaque colonne, obtenir une phase et celle.qui lui est diamétralement opposée, donc en tout 6.phases; soit E la force électro-motrice de l'une de ces phases. On peut, pour cela, construire avec un tel transformateur un circuit fermé semblable.à un anneau de Pacinotti, à 6 phases et avec 6 lames au collecteur fixe, l'écart étant de 360 /6 = 60 entre les phases successives.
Mais on peut, en établissant des liaisons convenables entre les enroulements secondaires, obtenir du même transfor- mateur, toujours alimenté par un courant triphasé, l'équiva-
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leak d'un anneau avec un nombre suyérieur n de phases, dans lesquelles l'angle d'écart entre les phases successives sera Ó= 360 /n' Il suffit, dans ce but, de composer statiquement des fractions convenables des forces électro-motrices, E, indui- tes de deux colonnes différentes ; en d'autres termes, il suf- fit de mettre convenablement en série deux groupes de spires enroulés chacun sur une colonne différente* Ainsi, par exem- ple, comme on le voit par le diagramme de la fig. 1, la phase a s'obtiendra en composant les deux forces électro-motrices a1 et a3;
la phase b contiguë à la phase a s'obtiendra de même en composant les deux forces électro-motrices b1 et b3 et ainsi de suite. On pourrait ainsi, en procédant de cette manière, augmenter à volonté le nombre des phases, si on pouvait faire
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varier de façon continue les 'JOrrlL'ORRntjP:; 1'1'1,1:11. ,,:,,h.:).
Mais, en pratique, il y a-, pour le nombre des phases, une limite qui est très vite atteinte, parce que, si le nombre des phases est grand, la différence entre les
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forces électro-motrices composantes a1, b et a3, b doit être petite. Or, la différence entre a1 et bl' dépend de la différence du nombre des spires qui composent les enroule- ments respectifs, et il est évident que la plus petite différence entre ces deux nombres qui sont nécessairement des nombres entiers, est 1.
Mais dana les transformateurs de moyenne et de grande puissance, la force électro-motrice d'une spire, c'est-à-dire la valeur des volt-spires, est déjà tellement élevée que
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l'angle 0( ne peut desoendre en rlesEHJU8 d'une r:1et'tjne iôn;1.; laquelle ne pourrait être ultérieurement réduite qu'à la condition d'assigner au fer une section très faible, en cons- truisant ainsi des transformateurs à dimensions disproportion- nées, pratiquement inadmissibles.
On a dans cette difficulté un grave obstacle à l'emploi de ces transformateurs de moyenne et de grande puissance dans les cas où il est requis que l'angle Ó soit très ré- duit; c'est cette difficulté que la présente invention se propose de vaincre par une nouvelle disposition qui permet de réduire à volonté l'angle Ó, tout en conservant au fer une section normales
On obtient le résultat désiré en se servant des simples considérations suivantes:
Dans la formation d'une grandeur quelconque continue de sa nature et qui doit être représentée par des éléments de mesure nécessairement discontinus correspondant aux unités des divers ordres, il n'est pas nécessaire d'employer autant d'éléments qu'il y a en tout d'unités d'ordre inférieur que l'on veut apprécier.
Il suffit d'avoir autant de celles-ci qu'il en faut pour former, par leurs diverses combinaisons, jusqu'à une unité complète de l'ordre supérieur, puis on peut continuer avec ces autres unités, de la même manière qu'on'le pratique dans les pesées avec les séries de poids.
Dans le cas présent, la spire étant l'unité irréducti- ble, si on appelle-e- la force électro-motrice induite de cette spire, on pourra avoir dans la colonne toute valeur
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multiple de-e- comprise entre-e- et-ne- mais non des va- leurs fractionnaires.
Pour avoir des valeurs variables par intervalles moindres, il suffit, suivant la présente invention, de remplacer une seule des spires ordinaires de l'enroulement secondaire em- brassant tout le fer, par un groupe de spires que l'on pourra dire fractionnaires, embrassant chacune une fraction seulement de la section du fer. Ainsi, si l'on veut avoir non seulement toutes les différences de-e- et-ne- variables par multi- ples de -e-, mais encore les différences intermédiaires, va- riables par dixièmes de -e-, par exemple, il suffirait d'a- jouter quatre spires complémentaires enroulées seulement sur des fractions du noyau, de manière à donner respectivement une 0, 1 deux 0,2 et une 0,5 de -e-.
En combinant ces spires fractionnaires, par addition ou par soustraction, avec les spires normales embrassant bout le noyau, on peut avoir toutes les valeurs de 0,1-e- à -ne-, variables de di- xième en dixième.
Un procéderait de même pour tout autre fractionnement désiré' Dans l'exemple schématiquement montré par la fig. 2 du dessin ci-joint, on voit que le noyau durtransformateur est divisé en deux ou plusieurs parties-r-, -s-... et que l'enroulement primaire p est enroulé dans chaque colonne sur tout le noyau du fer, tandis que quelques-unes des spires qui constituent l'enroulement secondaire, sont enroulées sur toute la section du fer de la colonne correspondante, et d'au- tres embrassent seulement une partie de ce fer.
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!9 usa la snntloti r1'enrlJulF1mQnjj, riiii donne 1ip1,I R, 1m force électro-motrice -a3-, sera formée par exemple par 5 spires embrassant toute la section du fer de la colonne 3, et la section d'enroulement qui donne lieu à la force électro- motrice -b3-, sera, au contraire, formée par 5 spires enrou- lées sur toute la section et par une spire enroulée sur la
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partie-r- seulement.
De cette manière, la différence entre le.3 forces électro-- motrices -a.- et b3- n'est plus égale à la-valeur de volt/spi- res du transformateur, mais à la valeur d'une fraction de ce nombre égale au rapport entre la section de la partie-r- et la section totale.du fer d'une colonne'
Il est clair, enfin, que la disposition ci-dessus décrite principalement en vue de son application aux trans- formateurs de courants alternatifs en courants continus et vice-versa, est aussi généralement applicable dans tous les cas dans lesquels on veut, dans un transformateur, même sim- plement monophasé, obtenir du secondaire un courant induit,
dont la force électro-motrice ait un .rapport de transforma- tion graduellement variable par petits intervalles avec la for- ce électro-motrice du courant d'alimentation.
REVENDICATIONS.
1) Transformateur avec prises diverses de courant sur le secondaire dans le but d'obtenir des courants transformés main- tenus par des forces électro-motrices diverses, caractérisé par le fait qu'une partie seulement des spires de l'enroulement secondaire sont enroulées sur toute la section du fer, tandis que les spires restantes embrassent seulement une partie de ce fer.