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" MACHINS ELECTRIQUES DU GENRE METADYNE TOURNANT à VITESSE CONSTANTE à VALEUR REGLABLE à VOIONTE .-"
La présente invention concerne les machines électriques à courant continu dénommées métadynas et décrites dans le brevet belge N 357.451 du 18 Janvier 1929 et dans le bulletin Scientifique de l'Association de l'Institut Monteficre N 4 du mois d'Avril 1931, à Liège*
Si l'on insère une dynamo dans une distribution série, on éprou- ve des grandes difficultés à maintenir la vitesse de ladite dynamo constante à une valeur arbitrai rament fixée quelle que soit la charge,
car la tension aux bornée de cette dynamo est variable- Les mêmes difficultés existent naturelle- ment dans une distribution en dérivation mais où la tension de la ligna n'est
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pas constante mais varie d'une manière irrégulière en s'écartant beaucoup de la moyenne. Les procédés indiqués ci-dessous ont pour but la construction de mo- teurs dont la vitesse est sensiblement constante à une vitesse arbitrairement fixée, et ceci quelle que soit la charge, le moteur étant supposé dans l'anneau d'une dsitribution série, ou bien étant supposé connecté aux barres d'une dis- tribution en dérivation, mais dont la tension varie beaucoup et irrégulièrement, au lieu d'être constante.
La métadyne comme la dynamo est une machine à courant continu à collecteur, mais tandis que dans une dynamo il y a seulement deux balais par paire de pales, ou@ pour s'exprimer plus correctement : deux balais par cycle, une métadyne est essentiellement caractérisée par ce fait qu'elle comporte plus de deux balais (3, 4, 5,6 ou plus encore) par cycle* La métadyne a un fonction- nement fondamentalement caractérisé par ce que la force électromotrice induite entre deux quelconques de ses balais dépend des courants qui traversait les au- tres balais,
tandis q'uauoune action de cette nature ne peut avoir lieu dans une dynamo pour la raison évidente qu'il y a deux balais seulement par cycle-
Parmi les balais de la métadyne il y en a généralement deux qui sont connectés directement à la ligne d'alimentation, c'est-à-dire insérés dans l'anneau de la distribution série ou bien connectés aux barres de la distribu- tion en dérivation; ces balais s'appellent balais primaires.
Les autres balais s'appellent balais secondaires*
L'invention consiste en les procédés suivants :on emploie comme moteur la métadyne comportant des enroulements statoriques connectés aux balais secondaires de telle manière qu'aux alentours de la vitesse No que l'on veut maintenir constante et que l'on fixe arbitrairement, le courant dans ces enrou- lements etatoriques varie très rapidement marne pour des faibles écarts de la vitesse de sorte qu'un couple énergique est créé qui tend à ramener la vitesse à la valeur No.
Pour créer aea variations brusques de courant on dispose sur la métadyne des enroulements statoriques tels qu'il y ait amorçage entre les balais secondaires justement à la vitesse No, ou bien on oppose à la force électromo- trice induite entre les balais secondaires une force électromotrice auxiliaire de sorte que les enroulements statoriques mentionnés plus haut créant le coupla soient parcourus par le courant dû à l'action différentielle de ces deux forces électromatrices, et par conséquent ce courant varie de beaucoup marna pour des
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faibles différences entre les deux forças électromotrices an question.
les schémas des figures 1, 2 et 3 se référant à des métadynes où il y a amorçage antre les balais secondaires à la vitesse No, et la vitesse est maintenue constante sans l'aide d'aucune force électromotrice auxiliaire.' les schémas des figures 4, 5, 6, 7 et 8 se réfèrent par contre à des métadynes à vitesse constante, avec la collaboration d'une source auxiliaire* Enfin la figure 9 se réfère à un perfectionnement de la métadyne à vitesse constante sans l'aide de source auxiliaire*
Sur la figure 1, la métadyne M T comporte quatre balais a, b, c, d;
le courant principal ou courant primaire traverse la métadyne par les balais a et c, qui sont donc les balais primaires* Sur le courant primaire agit un enroulement statorique W créant un coupla accélérateur ou positif, Les balais secondaires b et d alimentent un circuit statorique composé d'un enroulement H, à action électromagnétique sur le courant rotorique primaire, et d'un deuxième enroulement Z qui induit une force électromotrice entre les balais secondaires* La résistance totale R2 du circuit secondaire est telle que il y ait amorçage antre les balais secondaires justement à la vitesse No, et la connexion de H est telle qu'il tend alors à annuler le couple accéléra- teur ou positif, et marne, s'il le faut, créer un couple négatif ou retardateur* Pour modifier à volonté la vitesse No d'amorçage ou vitesse critique,
on peut agir de plusieurs manières bien connues, par exemple on peut faire varier la résistance R2 du circuit secondaire au moyen du rhéostat réglable R H, ou bien on peut faire varier le nombre d'ampères tours donnés par l'enroulement Z par exemple par un rhéostat de shuntage rh, ou bien on peut faire varier la per- méance du circuit magnétique, ou tout autre moyen bien connu*
La figure 1 représente une métadyne à 4 balais équidistants mais on pourra employer un autre nombre de balais par cycle ou bien un calage dif- férent des balais! par ememple la fig.2 représente une métadyne à trois balais a, b, c,
le circuit secondaire se fermant à travers le balais secondaire b et le balai primaire a.- Dans ce schéma un seul enroulement statorique ZH est re- présenté faisant les fonctions de l'enroulement Z et de l'enroulement H de la fig.l. simultanément-- Le calage relatif des balais a, b, c, peut varier et s'écarter considérablement de celui de la fig.2 sans modification radicale du fonctionnement.
Ceci s'entend aussi pour tous les autres schémas* Sur le sché-
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ma de la Fig.1l'enroulement W qui crée le couple positif est représenté coma un enroulement à excitation séparée* On aurait pû à la place mettre 'on enron- lement parcouru par le courant primaire, connecté en série avec les balaie pri- -maires, comme l'indique la fig-2 (enroulement S T). Cette marne observation s'applique aussi au schéma de la figure 3.
Le schéma de cette dernière diffère de celui de la figure 1 par ceci que 1'enroulement H est en parallèle avec l'enroulement Z, au lieu d'être en série-
Dans le schéma de la fig.4, l'enroulement statorique H est son- mis à l'action de la différence de la force électromotrice des balais secondai- res b et d et de force électromotrice d'une source auxiliaire représentée sur la figure uniquement par ses extrémités L et][. Cette source auxiliaire est de tension sensiblement constante* Quand donc la métadyne tourne à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse critique No la force électromotrice auxi- liaire l'emporte sur celle des balais auxiliaires et un fort courant'parcourt l'enroulement H dans un sens qui sera tel qu'un couple positif soit créé- Si,
au contraire la vitesse est un peu supérieure à No, la force électromotrice entre les balais secondaires 1'emporte sur celle de la source auxiliaire et l'enroulement H est parcouru par un fort courant en sens inverse, et un couple énergique négatif est crée' ici donc 1'enroulement H crée aussi bien le cou- ple moteur que le couple retardateur et par conséquent on n'a plus besoin né- cessairement de l'enroulement W ou S T des figures précédentes-
Le schéma de la Fig.5 ne diffère de celui de la Fig.4 que par ceci que l'enroulement H est connecté an parallèle avec les balais secondaires au lieu d'être en série-
Quand on applique les schémas des fig.4 et 5,
on impose à la source auxiliaire les potentiels des balais secondaires fonction de ceux des balais primaires- Si l'on veut avoir aux balais secondaires un potentiel indé- pendant de celui des balais primaires, on pourra employer un enroulement reto- rique distinct pour les balais secondaires comme l'indique la fig.6 qui donne un schéma qui ne diffère que par ce détail de celui de la Fig;5.
On peut par contre, employer une source auxiliaire indépendante par chaque métadyne, le potentiel de cette source s'adaptant alors à celui de l'induit de la métadyne' En particulier, on pourra constituer cette source par @
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une petite dynamo DY entraînée par la même métadyne motrice MT came Il Indique la fig.7. Il sera bien alors de construira la dynamo DY très saturée pour que les variations de vitesse de l'arbre ne donnent que les plus petites variations possibles de force électromotrice de la source auxiliaire DY.