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Martean électro-dynamique.
La présente invention a pour objet un marteau mû par voie êlectro-dynamique et dont le mouton on bélier agit comme armature à déplacement rectiligne, le coure@t fourni à cette dernière l'étant inductivement.Il se distingue toutefois des systèmes connus par ce fait qn'il travaille avec deux fréquences sapez-posées de telle sorte que lune d'elles, la fréquence de réseau, foarni t le courant d'ex@tation de l'armature ou induit et des champs moteurs; tandis que l'antre, obtenue inductivementt ou par des couplages, constitue la fré- quence motrice.
Par exemple, la proposition déjà faite
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d'utiliser on champ mobile, excité par du courent triphasé comme champ moteur pour un mouton ou bélier pourvu d'un enroulement court-circuité, n'a pas donné de résultats heureux en raison de ce que le déplacement du mouton ou bélier est lié au nombre de périodes du courant tournante c'est-à-dire ne doit pas avoir trop de glissement; il lui faut.. par exemple, prendre, pour une division ou répartition polaire de deux centimètres seulement, avec 50 périodes, une vitesse de presque 3 mètres à la seconde, et, en règle générale, ce n'est qu'entre uns demi-seconde et une seconde qu'il peut acquérir cette vitesse.
Or, on peut, cependant, procéder de la manière suivante: on engendre, dans un conducteur clos en forme de cadre, d'après la figure 1 du dessin, un courant basse tension au moyen d'un enroulement de transforma- teur P. On fait travailler la partie inférieure A du cadre dans un champ engendré par les pales F-F et on change le sens du mouvement en inversant le sens du courant dans P ou dans F. La partie R pourrait toutefois se trouver également dans le champ moteur ( K désigne le noyau du transformateur). Mais la levée de ce marteau est limitée, attendu, que l'espace libre dans le conduc- teur d'induit, agissant comme secondaire par rapport au transformateur K.P, ne peut pas être grand parce qu'alors le facteur de puissance serait trop faible, l'accouple- ment entre le secondaire et le primaire devenant trop lâche.
Ce marteau n'est dono utilisable que pour de faibles puissances et de petites hauteurs de levée.
Le marteau, selon l'invention, peut être construit pour n'importe quelle hauteur de levée et en outre permet d'avoir ,des accélérations réglables, aussi bien
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à la levée qu'au choc.
La figure 2 montre; à titre d'exemple, un mode de réalisation pour une fréquence motrice obtenue par commutation. Les pales successifs 1,2,3 etc.. déterminent avec les pales contraires a,b,c,d,etc.. un champ mobile.
La vitesse de translation ou de cheminement subit toute- fois l'influence du commutateur commandé par le monton, en sorte qu'elle est synchrone de celle de ce dernier.
Le paquet de tôles B porte les deux conducteurs d'in- duit A et A1 formant tous deux des cadres fermés, en cuivre. Supposons qu'à un moment donné, la direction du courant soit telle que la croix indique l'endroit où le courant pénètre dans la surface du papier et le point (en haut) indique l'endroit de sortie. La direction du champ est Indiquée au marne moment par les flèches I. Le mouton, dont l'organe moteur est constitué par le paquet de tles avec les conducteurs A comme induit, se soulevé.
L'accélération de levée se déduit de la valeur du cou- rant en A et des valeurs de champ en I. La valeur du courant en A est fonction de la tension en ce point et celle-ci est déterminée par la partie du flux de champ passant de 1 en a, flux qui traverse A. Dans la position représentés, qui est la position initiale, cette valeur a atteint approximativement le maximum, par suite,la valeur du courant et le moment de levée sont grands. Si on reporte la position initiale un peu plus haut, le moment de levée sera plus faible.
Lorsque le conducteur d'induit a atteint le milieu du pale, à peu. près comme cela est indiqué en pointillé en 0, la valeur du courant et le moment de levée sont nuls. Le mouton ou bélier est donc obligé de parcourir la moitié de la hauteur du pôle jusqu'à ce qu'il ait
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regagné une position relative analogue à la position initiale et ce en vertu de sa force d'inertie.
On peut toutefois éviter cela soit en; décalant les pôles a,b,c etc... d'une quantité correspondant à la moitié de la haut teur d'un pôle par rapport à 1,2,3 etc.. ou 'bien en formant chaque rangée de polos de deux moitiés juxtapo- sées qui sont décalées l'une par rapport à lrautre d'une quantité correspondant à la moitié de la hauteur de pale.
Les bobines excitant les pôles ne sont indiquées ici,dans le schéma de couplage, que pour les pales 1,2,3 etc.. et sont dessinées, pour plus de clarté, à coté du champ.
Elles sont toutes connectées, par une extrémité à la barre conductrice L qui est reliée à un des pales du. réssau fournissant le courant; les autres extrémités aboutissent à des contacts par frottement k,k1,k2 etc...
Au mouton ou bélier est accouplé le curseur D qui glisse sur la barre 3 reliée à l'autre pale du réseau..
Si donc, dans la position représentée, on met en circuit le courant du réseau., le mouton se levé avec une accélération déterminée par la valeur du courant en A et la valeur de champ. Le curseur D met successivement en circuit de nouveaux champs et les met hors circuit chaque fois que le conducteur inférieur a atteint le milieu du pale. A ce moment, l'enroulement excitant le champ ne laisse passer que du courant de marche à vide et la mise en circuit se produit donc avec la valeur de courant minimum. Le curseur D peut être déplacé pour suivre un décalage de phase. Après avoir parcouru un chemin déterminé, le mouton a atteint la vitesse maximum nécessaire.
Le courant est coupé automatiquement ou à la main, par. exemple par suite du. déplacement de la barre S, le mouton ou bélier oscille et arrive, pour le retour,
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à uns hauteur déterminée par le nombre de pales parcourus par du courante
Si la chu.te doit également être accélérée, oa. bien) le curseur D doit être repoussé vers le haut, de manière à suivre le mouton de la même façon qu'à la levée, ou bien on déplace les contacts k qui sont montés alors sur un support correspondant.
L'exposé donné ici a été sur- tout choisi en vue de mieux faire comprendre l'invention, en réalité, on groupera les contacts k de manière à former un organe de commutation du genre d'un collecteur qui porte les barres conductrices L,S à l'état de bagnes ou. anneaux et le curseur D, sous forme de balai, on accouplera est organe avec le mouton de manière qu'il le suive dans ses mouvements et on commandera le mouton ou bélier par le déplacement du balaie
On Peut également ehoisir, pour le couplage, des contacts à marteaux, selon la cigare 3, qui sont commen- dés par un arbre N1 pourvu d'une came N,
lequel arbre est couplé à son tour avec le mouton ou bélier (m désigne un ressort pressant sur les contacts); Par ce moyen, on ponter peut/de façon simple les contacts à martean par des résistances W, de préférence à coefficient de tempéra- tore élevée et on obtient alors, même avec de fortes valeurs de courant, une rupture sans production d'étincelles
La fig.4 montre la coupe d'une rangée de pôles avec un secondaire d'induit A qui comprend deux hauteurs de pôlles.
Dans cette disposition, le paquet de tôles B doit être plus haut que dans la figure 1, mais on peut; dès que la hauteur du cadre secondaire embrasse plusieurs pales, travailler sans point mort, de sorte que les contacts K peuvent ne se suivre qu'avec un simple inter- valle d'isolation.
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A la figure 5, on voit que le secondaire tonnant le conducteur d'induit peut également être disposé transversalement au sens du mouvement. Ici, les champs suivent la direction des pales (flèches II) de sorte que le paquet de tôles B, dont les diverses couches doivent être disposées verticalement, comme les pôles, est parcouru par le flux de champ dans le sens de la longueur. Les commutateurs (curseurs D) précédent ici le mouton ou bélier; le secondaire est sollicité méca- niquement dans des conditions plus favorables que dans la disposition montrée à la figure 1.
Dans tous ces exemples de réalisation, agissent deux fréquences superposées. La fréquence du réseau n'agit que comme fréquence excitatrice et sa valeur déter- mine les sections transversales de fer pour une valeur de champ déterminée. La fréquence motrice qui se présente tout d'abord sous forme d'onde magnétique est, par contre, déterminée par le mouton car si, par exemple, à la figure 1 le mouton atteint toute sa vitesse à la moitié de la course de levée, la valeur du courant et du champ a baissé depuis la valeur maximum, à la position initiale, jusqu'à 0 et la force contre-électromotrice engendrée par suite du mouvement dans le conducteur d'induit supprime le champ excite par les bobines de champ. Il ne reste donc plus que la prise de courant de marche à vide.
Le mouton ou. bélier peut alors exécuter librement un mouvement pendulaire jusqu!en haut et, .dans ce cas, la totalité du champ est mise hors circuit, ou bien on met en circuit le champ en sens contraire sur tout le reste du. parcours ou sur une partie de celui-ci ce qui fait que le mouton fournit de l'énergie au réseau etque la marche, en sens. inverse s'opère élément' avec accélération.
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Un mode de travail se voit d'âpres la courbe à la fig6 indiquant de gauche à droite les valeurs suivantes: lo mise en circuit: valeur de champ élevée, valeur de courant d'induit élevée (grand moment de levée, vi tesse nulle).
2 . L'induit a atteint tonte sa vitesse (courbe pointillée)-,,courant d'induit et courant de champ effecti- vement nuis;
3 . Continuation du mouvement, le champ étant hors circuit, la vitesse étant nulle en 4; à ce moment, mettre le champ en circuit en sans inverse@accélération en desoen- dant, mise hors circuit du champ en 5, consommation de l'énergie de choc sur le parcours 6, recommencer à 1.
A titre de variante, pour le parcours 3--4,renverse- ment du champ en 3 et par suite raccourcissement du parcoure
3-4. Pour 120 coups à la minute cette oscillation des valeurs de champ et des valeurs de courant est à la même @ ue fréquence,/l'oscillation du mouton, c'est-à-dire est en synchronisme avec elle,tandis que la fréquence du.
réseau peut être la fréquence usuelle de 60 ou de 60 périodes.(Si on voulait obtenir le même effet avec un champ mobile @ en courant polyphasé, il faudrait employer, par exemple, environ 12 périodes de fréquence de réseau pour une levée de 1 mètre et une hauteur de pôle de 100 mm et, dans ce cas, on aurait des frais de transformateur ainsi que des sections transversales de fer quatre fois plus grandes). La fig.7 montre comment la continuation de la commutation pourrait déterminer inductivement le déplacement du champ. Un noyau de transformateur rotatif K porte l'enroulement primaire.
Sur les pales du stator se trouvent les secondaires qui sont accouplés chacun avec le pôle de même signe du champ du marteau. Le -primaire est accouplé mécaniquement au mouton @
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de sorte qu'il excite toujours les secondaires qui alimen.- tent les bobines polaires du champ du marteau nécessaires au moment considéré. Cette figure a été choisie principa- lamant parce qu'elle fait apparaître d'une¯façon paticu- librement claire la conception de la double fréquence à savoir d'une fréquence d'alimentation excitatrice et d'une fréquence motrice.
Le marteau selon l'invention présente les propriétés suivantes:
Son nombre de pulsations est indépendant de la fréquence du réseau..
Il possède le moment ou couple de démarrage élevé d'un moteur série.
Il permet d'obtenir chaque courbe d'accélération qui peut être envisagée pratiquement, aussi bien pour la levée que pour le choc.
Il ne comporte pas dans la partie du mouton qui est soumise à de grandes fatigues mécaniques d'organes condui- sant du courant électrique à tension relativement haute, A cet endroit il n'a donc pas besoin d'isolement sensible (la tension nécessaire en A varie entre 0,3 à 2 volte).
Il n'a pas de marche à vide par opposition aux marteaux pneumatiques mus par moteur et peut cependant être accouplé électriquement par un couplage serré ce qui permet d'obtenir un bon cosinus ,
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R R 3 . D. I C A, T 1 0 N S .
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