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P7RFECTINNFiTS AU MODE DF.ICIî'Al'ïONDF MACHII#S DYNAMOS.
Cette invention est relative à un mode d'excitation applicable au contrôle des moteurs et des génératrices à courant continu et à celui des alternateurs et des moteurs synchrones- La mode habituel de variation de l'ex- citation est d'introduire des résistances dans le circuit de champ de la machine ou d'en retirer;
par suite de l'inductance de l'enroulement, le voltage de la dynamo répand tardivement à l'action de contrôle*
Le but principal de cette invention est d'employer des moyens de réglage du courant d'excitation tels que le voltage de la machine réponde avec rapidité à l'action da contrôle exercée,
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L'invention prévoit l'emploi d'une dynamo en combinaison avec une métadyne dont le secondaire alimente l'excitation d'un ou de plusieurs en- .roulements de champ de la djnamo,
la métàdyne étant munie d'un enroulement variateur secondaire et des moyens étant prévus pour faire varier le courant à travers cet enroulement variateur à l'effet de régler le courant d'excitation alimentant la machine dynamo*
Une métadyne est essentiellement une machine rotative comprenant un induit ayant un collecteur et un stator à l'intérieur duquel tourne l'induit à vitesse substantiellement constante- Dans sa forme la plus simple le collecteur porte un jeu de balais primaires et un jeu de balais secondaires disposés entre les balais primaires- Par suite@ de l'action réciproque des flux créés dans l'induit par les courants circulant entre les balais primaires et secondaires, la métadyne possède la propriété,
lorsque son induit est entraîna à vitesse constante et qu'elle est alimentée à ses balais primaires par une source à tension constante, de débiter un courant constant dans le circuit d'utilisation relié aux balais secondaires; la métadyne pouvant avoir plus d'un collec- teur et plus d'un enroulement d'induit.
La valeur du courant secondaire peut être variée, au moyen d'un enroulement de champ produisant un flux le long de l'axe des balais secondaires comme décrit ci-après*
La machine possède la propriété, dans ce cas, d'avoir une adaptation extrêmement rapide du courant secondaire au règlage- du courant à travers cet enroulement variateur-
La théorie du fonctionnement de la métadyne est brièvement la suivante :
le courant circulant à travers les balais primaires produit un flux magnétique ayant son axe le long de l'axe de commutation primaire, lequel flux crée une force électromotrice aux bornes des balais secondaires- Lorsque ceux-ci sont reliés à un circuit fermé, le courant secondaire produit un flux magnétique ayant pour axe l'axe de commutation secondaire et qui crée une force contre électromotrice entre les balais primaires- Ainsi une variation dans le courant secondaire modifie le flux secondaire et, partant, la force contre électromotrice primaire de telle sorte qu'il y a tendance à maintenir constant le courant secondaire; on comprend donc qu'un enroulement de champ dit "variateur", développant un champ suivant l'axe de commutation primaire peut influencer la valeur
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du courant primaire.
Le courant secondaire peut également être modifié par l'action d'un deuxième enroulement produisant un flux suivant l'axe de commutation secondaire et appelé "enroulement variateur secondaire". L'effet de cet enroulement en créant un champ magnétique, par exemple dans le sens de celui du champ pro-. duit par le courant d'induit secondaire, est d'amener le courant secondaire à baisser de sorte que la flux composant secondaire demeure constant- Comme dit plus haut, la métadyne possède aussi la propriété d'une réponse rapide du courant secondaire, celui-ci étant très sensible à la modification du voltage primaire appliqué ou du courant parcourant l'enroulement variateur secondaire;
il s'en suit qu'une variation également très rapide de la force électromotrice d'une dynamo peut être obtenue par l'emploi d'une métadyne comme excitatrice* De plus, la métadyne possède la propriété de récupération, de sorte que lorsque le courant de champ de la dynamo est réduit rapidement, au lieu de prévoir des moyens tels que l'emploi de résistances, pour absorber la chute de voltage dans l'enroulement de champ, celle-cluse résorbe d'elle même en envoyant un courant à travers le circuit secondaire de la métadyne et dans des cas extrêmes, produit un effet de récupération dans le circuit primaire.
Il est à remarquer qu'il peut être fait usage d'une métadyne génératrice ou transformatrice, cette machine pouvant être appelée à fonctionner la plupart du temps en génératrice et en transformatrice-
Dans la description qui suit, il est supposé, à des fins de simplification, que l'axe de commutation primaire et l'axe des balais primaires coïncident, ainsi que l'axe de commutation secondaire et l'axe des balais secondaires, quoique, naturellement ce ne soit point le cas en pratique courante*
Faisant référence aux dessins-diagrammes accompagnant le texte, onhvoit : - fig.l, une manière simple d'alimenter l'enroulement d'excitation d'une dynamo par l'emploi d'une métadyne transformatrice, - fig.2, un développement de l'arrangement précédent et, - fig.3 - 4 et 5, des modifications variées à celui-ci.
Se reportant fig.1, on voit en D l'Induit de la dynamo génératrice ou, dans le cas d'un alternateur un enroulement tripolaire par exemple, F étant ltenroulement de champ de la machine D, pendant que M représente la
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métadyne ayant ses balais primaires a et 0 reliés à la source de courant à tonsion constante et ses balais secondaires b et d connectés à 1' enroulement F qu' ils alimentent- La métadyne est munie d'un enroulement variateur secondaire VI, alimenté par une source convenable, par exemple, par celle alimentant les balais primaires de la métadyne' Un rhéostat R règle le courant dans VI et par vêla de conséquence le courant secondaire de la métadyne, d'où le voltage aux bornes de la machine D' La variation de ce voltage, en agissant sur la résistance R,
déviant extrêmement rapide par l'emploi intermédiaire de la métadyne-
Dans les autres figures, la machine dynamo joue le rôle de moteur, l'excitatrice étant une métadyne transformatrice*
Les balais primaires a et c de la métadyne transformatrice sont, dans chaque cas, reliés aux circuit d'alimentation du moteur;
en conséquence, les fluctuations du voltage de ce circuit affectent le courant secondaire de la métadyne, En raison de la réponse rapide qui caractérise la métadyne, de telles fluctuations du voltage d'alimentation sont d'un effet immédiat sur l'excitation du moteur et préviennent des variations excessives dans la vitesse du moteur*
Dans la disposition fige 2, la métadyne est entraînée par un moteur G avec lequel elle est mécaniquement accouplée, le moteur étant alimenta par une source convenable, telle qu'une batterie d'accumulateurs B. La métadyne dans ce cas, porte un enroulement variateur secondaire additionnel V2 qui est en série avec l'induit du moteur D.
L'effet de cet enroulement V2 est d'exercer une action stabilisante sur la métadyne' Le circuit de règlage de l'enroulement VI n'est pas figuré, pour des raisons de clarté, sur cette figure et les suivantes. L'enroulement F, dans ce cas, est disposé pour produire un flux agissant dans le sens du flux principal de la dynamo D et dont l'importance est directement proportionnelle au voltage appliqué et à la vitesse*
Dans la fig.3, le moteur est pourvu de deux enroulements de champ FI et F2, 1'enroulement FI étant connecté aux balais.!. et b de la méta- dit-ne pendant que 1'enroulement F2 est relié aux balais c et d, cette disposition étant dénommée connexion en huit- Le fonctionnement de cet arrangement est similaire à celui de la Fig.2.
La Fig'4 montre une disposition dans laquelle la métadyne est accouplée mécaniquement au moteur D. Dans ce cas, la valeur du courant secondaire fourni par la métadyne sera inversement proportionnelle à la vites
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du moteur et directement proportionnelle au voltage appliquéi l'enroulement de champ F renforce encore le flux principal du moteur*
La métadyne est représentée avec son balai primaire a connecté entre le démarreur S et la moteur, de cette façon le voltage n'est appliqué à la métadyne que progressivement, au fur et à mesure que sa vitesse augmente.
La Fig.5 montre un arrangement similaire à celui de la Figez saut en ce que la métadyne est munie de deux enroulements d'induit, chacun ayant son collecteur* Les balais a et c sont reliés à un des enroulements et les balais 1 et d à l'autre enroulement* Dans ce cas, las balais c et d peuvent, comma Indiqua, être reliés ensemble et l'enroulement F être connecté aux balais .! et b.