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TRANSMISSION DE MOUVEMENTS ANGULATRES.-
La présente invention concerne la transmission des mouvements angulaires et a pour objet un appareil perfectionné effectuant la somme des mouvements angulaires de deux arbres indépendants et leur transmission pour en- trainer un troisième arbre.
Supposons que trois arbres étant mécaniquement indépendants l'un de l'autre, le premier tournant d'un angle [alpha]1 et le second d'un angle [alpha]2 on demande que le troisième soit automatiquement entraîne d'un angle ss+[alpha]1+[alpha]2, la différence1 entre la somme des mouvements angulaires des deux premiers arbres et du troisième augmentant avec la couple résistant auquel est soumis le troisiè- me arbre, et de plus que la rotation du troisième arbre soit nulle lorsque le
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couple résistant est nul et ne produise pas de modification de couple sur les deux premiers arbres.
Dans un appareilpermettant d'atteindre ce but, une dynamo or- dinaire à pôles saillants à excitation indépendante et à vitesse constante com- porte un système de balais polyphasés entraîné autour de la circonférence de ce collecteur par la rotation du premier arbre- La dynamo est pourvue également d'un système de balais fixes reposant sur le collecteur et connecté à une source de tension continue constante- Le second arbre entraîne un système de balais polyphasés, analogue à celui qui est entraîné par le premier arbre, autour du collecteur d'une machine électrique comportant un stator polyphasé et un rotor muni d'un enroulement d'induit ordinaire.
Le troisième arbre est entraîné par un moteur synchrone dont le stator polyphasé est alimenté par le système de ba- lais polyphasés de la seconde machine, le système de balais polyphasés de la première machine étant connecté au stator polyphasé de la seconde machine. Cet appareil, qui sera appelé par convention dans la suite "la solution primitivë.
est satisfaisant lorsque le taux de variation des mouvements angulaires des deux arbres , à savoir Ó@Ó2 est nul ou très petit, de l'ordre de quelques radians par seconde, ou lorsque ce taux de variation est grand mais que le couple résis- tant du troisième arbre à entraîner est faible, par exemple de l'ordre d'un gramme-mètre, mais il ne conviant pas dans d'autres conditions, lorsque le taux de variation des mouvements angulaires des deux premiers arbres est très petit et que le couple résistant du troisième arbre est de l'ordre des kilogrammes- mètre&. Dans ces cas, deux difficultés se présentent- En premier lieu, la tan- sion alternative appliquée au moteur synchrone reste pratiquement constante lors- que la vitesse de variation augmente, et, par conséquent,
le courant fourni au moteur synchrone diminuera et ne sera bientôt plus suffisant pour développer le couple nécessaire lorsque le couple résistant est important. En second lieu, la commutation sous les balais devient très difficile.
Cantonnement à la présente invention les difficultés rencontrées dans l'application de la solution primitive indiquée plus haut, sont évitées en utilisant les machines et appareils de la façon suivante :
La première machiné est une dynamo électrique à collecteur en- traînée à vitesse constante'comportant ce que l'on pourrait appeler un "stator inerte. c'est-à-dire un stator, en matière magnétique telle que de l'acior plein Ou laminé, non pourvu d'enroulement d'excitation et ne pouvant par conséquent pas
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de lui-même induire un champ magnétique.
La rotor de la machine est excité par les courants fournis au collecteur* La machine comporte des balais polyphasés supplémentaires déplaçables sur le' collecteur conformément aux mouvementsangu laires du premier arbre- Ces balais recueillent sur le collecteur des courants polyphasés*
Une seconde machine à collecteur analogue à la précédente, dont le rotor est entraîné à vitesse constante, comporte un collecteur supplémentaire sur lequel posent des balais entraînés autour du collecteur par un moteur syn- chrone alimenté par les courants fournis par la première machiner ces balais con- nectent les enroulements rotoriques de la seconde machine à une source de tension continue constante.
Les balais polyphasés de la seconde machine sont entraînés autour du collecteur conformément aux mouvements angulaires du second arbre.
Le troisième arbre est entraîné par un moteur synchrone alimenté par une machine analogue à la première machine décrite* Cette troisième machine est entraînée par un moteur synchrone dont le stator est alimenté par les balais polyphasés de la seconde machine et dont le rotor est excité an courant continu par l'intermédiaire de bagues- Le rotor de la troisième machine est alimenté en courant continu par 1'intermédiaire d'un collecteur et des balais qui lui sont associés- Ce rotor comporte.des bagues polyphasées sur lesquelles posent des balais raccordés au stator du moteur synchrone entraînant le troisième arbre.
Les moteurs synchrones sont alimentés an courant d'excitation sous tension cons- tante.
On verra que .les stators des trois premières machines de la dis- position décrite plus haut sont inertes, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent pas créer un champ magnétique.* Chacune de ces machines ast excitée par le rotor,et le stator sert uniquement à ménager un chemin de réluctance magnétique faible pour le champ engendré par le rotor* La première machine, comme la seconde,,
peut être entraînée par un petit moteur à courant continu alimenté par une source de ten- sion constante qui peut également fournir le courant aux rotors des deux premiè- res machinas par l'intermédiaire des balais posant sur le collecteur*Les balais polyphasés de la première machine sont accouplés mécaniquement au premier arbre et les balais polyphasés de la seconde machine sont mécaniquement connectés au sacond arbre*
Dans une modification de l'invention les deux premières machines
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décrites plus haut sont remplacées par ce que l'on a appelé la " solution pri- mitive"' Dans cette modification, la première machine à collecteur comportant un stator inerte,
peut être remplacée par une machine dynamo-électrique à pôles saillants et la seconde machine à collecteur peut avoir, au lieu d'un stator inerte, un stator polyphasé alimenté par las courants polyphasés fournis par les'balais polyphasés de la première machine- Les balais polyphasés de la secon- de machine alimentent alors la troisième machine corme dans la disposition pré- cédemment décrite-
Les dessins qui accompagnant la description suivante représentait différentes façons de mettre en pratique la présente invention*
A la Fig.l, les trois arbres mécaniquement indépendants l'un de l'autre sont représentés respectivement an 1, 2 et 3.
La machine 4 associée au premier arbre 1 comprend un rotor 5 muni d'un enroulement à courant continu con- necté au collecteur 6, et un stator plein 7 dépourvu d'enroulement. Le collec- teur comporte deux balais 8 et 9 par lesquels l'induit est alimenté an courent continu par la source de tension constante reliée aux bornes des conducteurs 10 et 11. Le collecteur 6 est pourvu également d'un système de balais polyphasés 1,?, au nombre de trois par exemple, qui sont montés sur l'arbre 1 de manière à tourner avec lui et sont connectés aux bagues 13 qui alimentent les conducteurs
14. Le rotor 5 est entraîné par une machine à courant continu 15 alimentée par la source à courant continu reliée aux conducteurs 10 et 11.
L'arbre 2 est associé à une machine 16 analogue à la machine et comportant un rotor 17 muni d'un enroulement à courant continu aboutissant au collecteur 18 alimenté en courant continu pris aux conducteurs 10 et 11, par l'intermédiaire des balais 19 et des bagues 20. Les balais 19 sont portés par un arbre entraîné par le rotor 21 d'une machine synorone 22. Cette machine com- porte un stator 23 alimenté par les conducteurs 14. Le rotor 21 est alimenté en courant continu par les conducteurs 10 et 11 par l'intermédiaire des bagues
24. L'arbre 25 portant le rotor 17 de la machine 16 traverse l'arbre oraux du rotor 21 et porte en bout,le rotor 26 d'un moteur à courant continu 27 alimenté par les conducteurs 10 et 11 par l'intennédiaire d'un collecteur.
La machine 16 possède un stator inerte 28 ne comportant aucun enroulement. Le rotor 17 de cette machine est pourvu d'un second collecteur 29 sur lequel posent les balais polyphasés 50 montés sur'Marbra tournant 2 qui porte également les bagues 31 par lesquelles les courants collectés sur le collecteur 29 par les balais 30
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peuvent être envoyés aux conducteurs 32.
Les courants circulant dans les conducteurs 32 sont envoyés à une machine synchrone 34 dont la rotor 35 est alimenté en courant continu 'par l'in- termédiaire des bagues 36 et des balais connectés aux conducteurs 10 et 11. Le rotor 37 d'une machine 38 solidaire du même arbre que le rotor 35 est alimenta en courant d'intensité constante par l'intennédiaire d'un collecteur 39 et de ses balais associés- Cette machine comporte un stator inerte 40.
L'enroulenetn du rotor 37 est également connecté à des bagues polyphasées 41 reliées aux con- ducteurs 42 par l'intermédiaire de balais-
L'arbre 3 porte une machine synchrone 43 dont le stator 44 est alimenté par les conducteurs 42 et dont le rotor 45 est pourvu de bagues 46 alimentées en courant continu par les conducteurs 10 et 11-
En fonctionnement, si l'arbre 1 tourne d'un antgle @ les cou- rants collectés par les balais 12 sur le collecteur 6 induisent dans le rotor 5 le flux nécessaire à contrebalancer la tension continue fournie au collecteur par les balais 8 et 9.
Lorsque la stator 23 de la machine synchrone22 est ali- menté par les courants captés par les balais 12, par l'intermédiaire des conduc. teurs 14, le rotor 21 de cette machine synchrone tourne d'un angle Ó à une petite différence près cependant pratiquement négligeable en raison de la fai- ble résistance opposée par la machine 22. Les balais 19 qui tournent avec le rotor 21 tourneront également d'un angle Ó. Si ,maintenant, l'arbre 2 tourne d'un angle en même temps que l'arbre 1 effectue sa rotation, les courants collectés par les balais 30 créent dans le rotor 17 le flux nécessaire pour con- trebalancer la tension continue fournie à ce rotor par les balais 19.
Le stator de la machine synchrone 34 est alimentée par les courants collectés sur les bagues 31 par les balais 30 qui sont raccordés aux conducteurs 32. Le rotor 35 de cette machine tournera par conséquent d'un angle Ó1+Ó2 à une différence près très faible en raison de ce que la machine 38, dont le rotor 37 est en- traîné par la machine 34, n'oppose aucun couple. Il en est de même pour les ma- chines 4 et 16.
Le courant continu d'intensité constante fourni au rotor 37 de la machine 38 par l'intermédiaire du collecteur 39 créera dans le rotor un flux magnétique constant qui induira des courants polyphasés dans les enroulements da ce rotor- La fréquence de ces courants correspond à la vitesse angulaire du moteur synchrone 34 qui entraîne le rotor 37' Ces courants sont collectés sur
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les bagues 41 et envoyés par l'intennédiaire des conducteurs 42 au stator 44 du moteur synchrone 43 qui entraîne l'arbre 3.
Cet arbre tournera par conséquent d'un angle égal à o{4 + dl. + ' la différence/J étant nulle lorsque la char- ge portée sur l'arbre 3 est nulle et augmentant lorsque la charge portée par l'arbre 3 augmente-
On comprendra qu'au lieu de faire tourner le moteur synchrone 43,
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entraînant lt arbre 3 d'un angba 0<'4 + dl.. , on peut la faire tourner d'un angle c/." - -cL en inversant le sans de rotation Q:1.l mote -ar s. nchione 22 qui entraine les balais à courant continu 19. De plus, on peut faire tourner l'arbre 3 d'un
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angle égal à k d' k2 , k et k' étant des constantes dépendant des rapports des nombres de pôles des machinas 22 et 34.
L'invention peut âtre appliquée à plus de trois arbres,par exem- ple dans le cas de n arbre, le moteur synchrone entraînant le même arbre qui est amené à tourner d'un angle
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ou ki, 1, 13 sont* les ... sont des constantes arbitraires, et ' rotation ap- ,--- '' --# d., sont les angles de déplacement entre les angles de rotation ap- partenant aux premier, second, etc... nième arbre respectivement.
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la Fig-Z , les machines 34, 38 et 4S sont analogues à tous points de vue aux machines portant les marnes numéros de la Fig.l. La machine 4 cepen- dant a été remplacée par une machine 47 accouplée à l'arbre 1.
Cette machine possède un inducteur 48 à pôles saillants et des enroulements alimentés en cou- rant continu sous tension constante par les conducteurs 10 et 11 et les conduc- teurs 49 et 50. Le rotor 51 de la machine 47 comporte un collecteur 52 et des balais à courant continu 53-54 alimentés sous tension continue constante par l'intermédiaire des conducteurs 55 et 56 connectés aux barres 10 et 11.
Les conducteurs 59 sont reliés au rotor 51 par l'intermédiaire des balais 57 et des bagues collectrices 58 portés par l'arbre 1'
En place de la machine 16, onprévu une machine 60 comprenant un stator 61 alimenté par les conducteurs 59 et un rotor entraîné par une petite dynamo 65 alimentée en courant'continu sous tension constante par les conduc-
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tours 63 et 64 relief aux barres 10 et 11. La rotoc'est 1 pourvu d'un collecteur 66 sur lequel posent les balais polyphasés 67 reliés aux bagues collectrices 68
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et alimentant les çoncluct g3* L'es bagues 68 et les balais 67 sont portés ps
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l'arbre 2 at tournent avec lui*
La fonctionnement de ce système est très analogue à celui du système de la Fig.l.
La machine.47 tourne à vitesse constante an raison du cou- rant continu fourni au stator et au rotor! et la rotation des balais polyphasé
57, an raison des mouvements angulaires de l'arbre 1, détermine des courants qui sont envoyés aux conducteurs 59. Ces courants alimentent le stator 61 de la machine 60 et produisent la rotation du rotor 62. Les balais 67 suivent les mouvements angulaires de l'arbre 2 et collectant des courants qui alimentent le stator 33 du moteur synchrone 34, par l'intermédiaire des conducteurs 32. Le rotor 35 de ce moteur synchrone tournera, par suite, d'un angle égal à la somme des angles de rotation des arbres 1 et 2 et l'arbre 3 tournera d'un angle égal à la somme des angles de rotation des arbre 1 et 2 plus une différence ss com= me on l'a décrit plus haut en se référant à la Fig.l.
REVENDICATIONS.
1) Appareil permettant l'addition des mouvements angulaires de deux arbres indépendants et la transmission du mouvement résultant à un troi- sième arbre, comprenant une machine dynamo-électrique à collecteur entraînée à vitesse constante comportant un stator inerte et un rotor pourvu d'un collect tour et des balais qui lui sont associés alimentés sous une tension continue constante, cette machine possèdant en plus des balais polyphasés déplaçables autour du dit collecteur en fonction des mouvements angulaires du premier ar-bre et recueillant des courants sur ce collecteur*
Une seconde machine dynamo-électrique analogue à la première mais comportant un collecteur additionnel associé à des balais entraînés autour de ce collecteur par un moteur synchronealimenté ,par les courants engendrés par la première machine,
les dits balais et collecteur alimentant les enroulements rotoriques de la seconde machina sous tension continue constante, l'es balais polyphasés de cette seconde machine étant entraînés autour de son collecteur conformément aux mouvements angulaires du second arbre.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.