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EMI1.1
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Amplificateur électromagnétique de sensibilité particulièrement élevée.
L'invention a pour objet un amplificateur magnétique, eymétri. que, sensible à la direction et de sensibilité particulièrement élevée. il existe déjà des amplificateurs magnétiques sensibles à la direction mais leur degré d'amplification est trop faible pour pouvoir être utilisés dans de nombreuses applications. On sait, de plus, qu'on peut augmenter la sensibilité de bobines de self- induction ayant reçu une aimantation préalable par du courant con- tinu au moyen d'une bobine de réaction. En outre, il est possible de monter une résistance dans le circuit de cette bobine de self, ; la puissance consommée dans cette résistance pouvant être réglée en faisant varier le courant de commande.
On obtient ainsi également un amplificateur magnétique de sensibilité élevée, mais qui a l'in- convénient de consommer de la puissance dans la résistance,-même lorsque le courant de commande est nul. Cet amplificateur ne con- vient pas à une inversion de direotion. On peut rendre cet amplifi- oateur sensible à la direction en faisant arriver,dans la résistan- ce un courant en sens inverse provenant d'une source de courant extérieur, de façon à rendre nulle la puissance consommée dans cette résistance, lorsque le courant de commande est nul, quoique l'ampli- ficateur magnétique fournisse du courant.
Maiscette solution exige
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la présence d'une source de courant spéciale, de résistances additionnelles spéciales et il est difficile de maintenir constante la position du point nul de l'amplificateur, car les vantions de tension et de température peuvent provoquer un déplacement de ce point. L'invention permet de remédier à ces inoonvénients.
Ce résultat est obtenu suivant l'invention par la présence d'autres bobines à courant continu, outre celles dans lesquelles passe le courant continu de oommande et qui sont alimentées par des redresseurs alimentés eux-mêmes par les tensions ou les courante de l'ampli- fioateur,. de façon à amplifier davantage les dissymétries magnétiques provoquées par l'enroulement de commande.
Les fige.1 à 5 du dessin ci-joint, donné uniquement à titre d'exemple, représentent diverses formes de réalisation du dispositif suivant l'invention.
Pour rendre le nouveau dispositif plus facile à comprendre, la fig.l représente un exemple de réalisation d'un dispositif déjà connu.
Il comporte deux bobines 1 et 2, montées en série et enroulées sur deux noyaux et montées en parallèle avec les bobines 3 et 4. Le montage en parallèle est alimenté par les bornes Ret S d'un système à courant alternatif. Des flèches placées à côté des bobines indiquent la direction et la grandeur de l'aimantation préliminaire à courant continu. Les bobines qui provoquent cette aimantation préliminaire à courant continu ne sont pas représentées. Il convient d'ajouter qu'il est sans importance au point de vue du fonctionnement du dispositif que les flèches soient dirigées en sens inverse dans les bobines 2 et 3.
Etant donnée la grandeur des flèches de la figure 1, la tension appliquée aux bornes R et S se répartit d'une manière non uniforme sur les bobines 1 et 2 ; la bobine 1 ayant une forte aimantation préalable absorbe une tension plus faible que la bobine 2 dont l'aimantation préalable est faible. La répartition de la tension sur les bobines 3 et 4 s'effectue de façon qu'une tension plus élevée soit appliquée à la bobine 3 qu'à la bobine 4. Il en résulte qu'une tension alternative peut être prélevée entre les bornes U et V et une puissance peut être transformée dans une résistance d'utilisation interca-
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lée entre ces bornes. Si l'aimantation préalable dans les quatre branches est la même, il n'existe pas de différence de tension entre les bornes U et V.
Etant donné que les aimantations préalables à courant continu doivent être commandées par des faibles puissances à courant continu, on est ainsi en possession d'un amplificateur magnétique.
On remarquera que les aimantations préalables à courant continu, plue fortes, correspondant aux noyaux 1 et 4, peuvent être obtenues par un courant continu io +. i et les aimantations des noyaux 3 et 2 par un courant continu d'intensité io - i. On a besoin à cet effet de deux groupes d'enroulement. On peut aussi opérer en produisant tout d'abord dans les quatre noyaux, par des enroulements à courant vontinu, une aimantation constante io et en faisant passer par quatre autres enroulements montés en série, un oourant continu supplé- mentaire qui renforce l'aimantation dans deux noyaux et l'affaiblit dans les deux autres.
La fig.2 représente, au moyen d'un exemple, de quelle manière le facteur d'amplification peut être notablement augmenté suivant le principe de l'invention. Les bobines 1, 2 et 3, 4 sont représentées comme précédemment entre les bornes R et S. Les quatre noyaux correspondant aux bobines 1 il. 4 ne sont pas représentés pour ne pas surcharger la figure. Tous les enroulements correspondant à un noyau sont représentés l'un à coté de l'autre.
Les flèches en traits pleins indiquent, pour un état de fonctionnement déterminé, la valeur de l'aimantation préalable à courant continu, tandis que les flèches en pointillé caractérisent la valeur de la tension alternative absorbée par les oobines 1, 2, 3 et 4. La bobine 5 est montée sur le même noyau que la bobine 1 et la bobine 8 sur le même noyau que la bobine 4. Les bobines 5 et 8 sont montées en série et sont connectées avec un redresseur 16.
De la même manière, les bobi- ne $ 7 et 6 sont montées en série et connectées avec un redresseur 17. Une force électromotrice relativement faible (correspondant à la flèche en pointillé) est induite dans les bobines 5 et 8 et, par conséquent, la tension continue fournie par le redresseur 18 est faible, de sorte que les enroulements 10 et il qui sont alimentés par le redresseur 18 possèdent une faible aimantation supplémentaire.
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Au contraire, le redresseur 17 reçoit des bobines 6 et '7 une tension plus élevée, de sorte que les bobines à courant continu 9 et 12 alimentées par le redresseur 17 fournissent une aimantation renforcée. S'il n'existe aucune aimantation préalable fournie par un courant de commande, les forces électromotrices produites dans les bobines 5 et 8 et dans les bobines 6 et 7, sont les mêmes, et les aimantations préalables à courant continu sont les mêmes dans les bobines à courant continu 10 et 11 ainsi que dans les bobines 9 et 12.
Dans ce cas, les flèches en traits pleine de la fig.2 doivent avoir la même grandeur (quoique toutefois leur direction soit en sens inverse, ainsi que l'indique la figure ). Si on fait passer du pôle P d'une source de courant continu, un courant continu de commande dans les enroulements 13,14, 15 et 16, l'aimantation préalable qui est au début la même dans toutes les branches, varie en s'amplifiant dans les bobines supérieure de gauche et inférieure de droite et en s'affaiblissant dans les bobines inférieure de gauche et supérieure de droite.
Le renforcement et l'affaiblissement de l'aimantation préalable, qui ont été provoqués par les bobines 13, 14,15 et 16, sont cependant encore augmentés par le dispositif suivant l'invention, parce qu'une force électromotrice accrue est maintenant produite dans les bobines 7 et 6 et, par suite le courant continu produit dans le redresseur 17, pour les bobines 9 et 12, augmente. On peut démontrer de la marne manière que le redresseur 18 provoque une nouvelle diminution de l'aimantation à courant continu pour les bobines inférieure de gauche et supérieure de droite. L'effet produit consiste donc en ce qu'une faible variation d'une aimantation préalable, égale au début, est amplifiée par les bobines 13,14, 15 et 16.
Il en résulte qu'on peut prélever aux bornes U et V une puissance sensiblement plus forte (par comparaison avec celle du dispositif de la fig.l @. On peut comparer par exemple la manière dont se comporte l'amplificateur de la fig.2 avec le comportement d'une génératrice à courant continu comportant deux enroulements de champ dont l'un est monté sous forme d'enroulement à excitation extérieure et correspondrait aux enroulement 13, 14, 15 et 16 de la fig.2. Le second enroulement de la dynamo à courant continu est monté en parallèle par rapport aux bornes
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et sa résistance n'est qu'un peu plus grande que la résistance cri tique, de sorte qu'il ne peut pas s'exciter de lui-même.
Dans ce cas, des faibles puissances de commande de l'enroulement en dérivation à excitation extérieure sont suffisantes pour fournir des puissances considérables par la génératrice. Les enroulements à courant alternatif 5,6,7,8, ainsi que les enroulements à courant continu 9, 10,11 et 12 de la fig.2 correspondent à l'enroulement en dérivation de la génératrice à courant continu.
La fig.3 représente un autre exemple de réalisation. Les bobines 1,2,3 et 4 sont alimentées par les bornes R et S avec du courant alternatif, Des redresseurs 17 et 18 sont montés respectivement en- tre les bobines 1 et 2 et entre les bobines 3 et 4. S'il n'existe d'abord aucune aimantation préalable à courant oontinu provoquée par une source de courant de commande, les deux redresseurs 17 et 18 supportent la même charge. il en résulte que les bobines 5,8 et 6,7 produisent la même aimantation préalable.
Les bobines 10 et 11 qui sont parcouruespar un courant continu ic + i, sont montées entre les bornes P1 et Ni et les bobines 9 et 12, parcourues par le courant continu 10-le sont montées entre les bornes P2 et N2.Des aimantations préalables à courant continu s'établissent et correspondent à la grandeur des flèches de la figure. La tension à la bobine 1 est maintenant plus faible qu'à la bobine 2, et à la bobine 4 plus faible qu'à la bobine 3. Il en résulte qu'un courant passe dansla résistance de charge montée entre les bornes U et V et que, par suite, ce courant passe principalement par la bobine 1, par l'intermédiaire du redresseur la et de la bobine 4 pour,arriver à la borne 5.
Il passe donc dans le redresseur 18 un courant plus intense qui, en outre, doit passer par les bobines à courant continu 5 et 8. On peut démontrer de la même manière qu'il passe dans le redresseur le? un courant moins intense, qui doit passer par les bobines à courant continu 6 et 7. Il en résulte que l'aimantation préalable à courant continu, déjà amplifiée par elle-même, est encore amplifiée par les enroulements à courant continu 5 et 8, tandisque l'aimantation préalable déjà affaiblie est encore affaiblie davantage par les bobines 6 et 7, c'est-à-dire que les dissymétries de l'aimantation préalable courant continu produites par les bobines de commande 9,10,11 et 12, @
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augmentent et, par conséquent, il en résulte une amplification plus forte.
A l'encontre de la figure 2, pour laquelle il existe une analogie avec une dynamo à courant continu en dérivation, comportant un enroulement de commande supplémentaire, le montage de la figure 3 présente une analogie avec une dynamo à courant continu en série qui comporte un enroulèrent de commande supplémentaire. sur la figure 3, on emploie deux redresseurs 17 et 18. on peut évidemment employer aussi quatre redresseurs, en montant ainsi chacune des bobines 1,2,3 et 4 en série avec un redresseur, chacun de ces redresseurs fonctionnant alors sur une bobine à courant continu.
La figure 4 représente une autre forme de réalisation. Dans cette disposition, les bobines 1 et 2 sont montées en parallèle.
Il en est de même pour les bobines 3 et 4. Les redresseurs 17 et 18 sont montés cette fois-ci respectivement en parallèle avec les.bobines 1 et 2, 3 et 4. Les bobines à courant continu 7 et 8 sont connectéesau redresseur 17 et lesbobines à courant continu 5 et 6 au redresseur 18. La moitié d'un diviseur de courant 23 est montée en série avec les bobines 1 et 2, tandis que l'autre moitié du diviseur de courant 24 est montée en série avec les bobines 3 et 4. Le courant partant de R passe, si l'on considère la branche de gauche, par les bobines 1 et 2, par le redresseur 17 et les bobines 7 et 8 et arrive ensuite dans la moitié 23 de la bobine de self et de là au second pôle S de la source de courant alternatif.
Il en est de même pour les bobines de la moitié de droite. il résulte de la présence du diviseur de courant 23 et 24 que le groupe des oobines de gauche 1, 2 est parcouru \indépendamment du courant d'aimantation du diviseur de courant) dans tous lesétats de fonctionnement par un courant sensiblement égal à celui qui passe dans le groupe des bobines 3, 4. Il existe en outre les bobines 9,10,11 et 12 qui sont alimentées par les points P et N et dans lesquelles passe le courant de commande. Si le courant de commande est nul, la symétrie existe entre les bobines du c8té gauche et du côté droit et les redresseurs 17 et 18 sont parcourus par le même courant et, par conséquent,les aimantations préalables à courant continu sont également les mêmes.
.Les flèches en traits pleine, qui représentent l'aimantation préalable à courant continu devraient avoir la même grandeur sur la fig.4.
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Mais si les enroulements 9,10,11 et 12 sont parcourus par un courant continu de commande, l'aimantation préalable à courant continu des enroulements du côté gauche 1 et 2 est renforcée et affaiblie dans les enroulements du coté droit. En conséquence, la tension qui est appliquée aux bobines 1 et 2 montées en parallèle (dont l'aimantation est renforcée) et par suite au redresseur 17, est devenue plus faible tandis que celle qui est appliquée aux bobines 3 et 4 et au redres- seur 18 est plus forte. Il en résulte que le redresseur 17 provoque un nouvel affaiblissement de l'aimantation préalable à courant conti- nu dans lesbobines 7 et 8 et un nouveau renforcement de cette aiman- tation dans las bobines 5 et 6.
De ce fait, la tension diminue donc encore dans les bobines 1 et 2 et augmente dans les bobines 3 et 4. ues différences de tension sont recueillies par le diviseur du cou- rant 23, 24. Un enroulement secondaire 25 permet de transformer cette tension d'une manière appropriée ; cette tension est prélevée aux bornes U, V et transmise à un appareil d'utilisation. Si le cou- rant continu de commande fourni par les bornes P et N est nul, la tension qui peut être prélevée aux bornes U et V est également nulle. uependant, s'il existe un faible courant continu dans lesbobines 9,
10,11 et 12, on peut prélever aux bornes U et V une puissance à cou- rant alternatif notable par comparaison avec la puissance à courant continu.
La fig.5 représente un autre exemple de réalisation. Il s'agit ici d'un montage dans lequel deux amplificateurs magnétiques sont montés en série et qui est destiné à montrer de quelle manière on peut faire acquérir une très grande sensibilité au premier amplifi- cateur. comme précédemment, il existe les bornes R et S d'une source de courant alternatif. Les bobines 1 et 2 sont montées en série et le rearesseur 17 est également en série avec elles. Il en est de mê- me pour les bobines ? et 4.
Deux enroulements 9 et 10 sont montés en parallèle et sont alimentés avec un courant continu de commande i + i. o
Un courant de commande io - i passe dans les bobines 11 et 12, égale- ment montées en parallèle; La tension continue fournie par le redres- seur 17 passe par les bobines à courant continu 5 et 6 et par la bo- bine à courant continu 29 d'une seconde série d'amplificateurs. La
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tension fournie par le redresseur 18 passe par les bobines 7 et 8 et par la bobine 26 du second amplificateur.
Si l'on suppose que les courants continue de commande des bobines 9,10 et 11,12 provoquent une aimantation correspondant aux flèches en traits pleins, étant donné qu'en raison de leur aimantation à courant continu plus intense, les bobines 1 et 2 ne consomment qu'une faible tension, il passera dans ces bobines un courant alternatif relativement intense transformé par le redresseur 17 en un courant continu d'intensité correspondante. ce courant passe par les bobines 5 , 6 et 27 et y provoque un nouveau renforcement de l'aimantation. Il en est de même en sens inverse pour les bobines 3 et 4 et pour les bobines 7, 8 et 26. On voit donc que les dissymétries magnétiques qui sont provoquées par les enroulements 9, 10 et 11,12, sont sensiblement renforcées.
Il en réeulte que deux courants continus d'intensité différente sont produits et transmis aux enroulements 26 et 27 d'une seconde série d'amplificateurs. On peut.recueillir aux bornes U et V du second amplificateur comportant les bobines à courant alternatif 19,20,21,22, une puissance à courant alternatif sensiblement plue forte. En principe, le second amplificateur monté en série peut être également équipé avec les organes supplémentaires décrits précédemment, de sorte que sa sensibilité peut également être notablement augmentée.
Quelques montages ont été décrits dans ce qui précède en vue d'expliquer le principe de l'invention. D'autres montages basés sur le même principe de l'invention peuvent être construits, par exemple le montage de la fig.4 peut être utilisé en appliquant une tension continue constante aux bornes u et V et en prélevant la puissance à courant alternatif modulée aux bornes R et S. Il est possible, en outre, de monter l'amplificateur de la fig.l comme par exemple dans le cas du second amplificateur de la fig. 5 monté en cascade. Ces montages permettent également de régler le degré d'amplification. Par exemple, dans le montage de la fig.2, on peut monter une résistance de réglage en série avec les bobines respectives 9,12 et 10, 11.
Par contre, dans le montage de la fig.5, il est possible de prévoir un rhéostat en parallèle avec lesbobines respectives 5, 6 et 7, 8.
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Dans tous les montages décrits, il s'agissait de deux groupes drélectro-aimants dont l'un reçoit une aimantation préalable plus forte que l'autre au moment de la modulation. Par exemple, sur la fig.2, les bobines 1 et 4 font partie d'un groupe d'électro-aimants et les bobines 2 et 3, de l'autre. Il convient d'ajouter qu'il exis- te aussi des amplificateurs dans lesquels chaque groupe d'électro- aimantsne consiste que dans un circuit magnétique et une bobine à courant alternatif. Les montages décrits en vue d'augmenter la sen- sibilité peuvent être aussi appliqués d'une manière appropriée à ces dispositifs.
Les montages décrits ont l'avantage de permettre d'augmenter notablement le degré d'amplification par des organes de commutation simples et n'exigeant qu'une faible dépense.
EMI10.1
R .fj] .Y...-.A..JJ.. k¯.uA J.'¯J. 0 l S .
1. Amplificateur électromagnétique, symétrique, sensible à la direction et de sensibilité particulièrement élevée, dans lequel on emploie deux groupes d'éleotro-aimants dont l'un possède une aimantation préalable par du courant continu, plus forte que l'autre au moment de la modulation, caractérisé en ce qu'il existe, outre les bobines dans lesquelles passe le courant continu de commande, d'autres bobines à courant continu qui sont alimentées par des redresseurs alimentés eux-mêmes par les tensions ou les courants de l'amplificateur, de façon à amplifier davantage les dissymétries magnétiques provoquées par l'enroulement de commande.