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BREVET D'INVENTION au nom de la Sociétédite: L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges CLAUDE, "Génératrice de courant électrique continu à forte chute de tension". Priorité d'une demande de brevet déposée en France le 5 Juin 1945.
La présente invention, due à Messieurs Charles VOLFF et Boris BOGATENKOFF, est relative à une génératrice de courant électrique continu à forte chute de tension par réaction d'in- duit. On sait que la stabilité des arcs électriques pour l'éclai- rage, la métallurgie, le soudage, etc.. exige que la tension du courant d'alimentation diminue qand l'intensité augmente c'est- à-dire que la caractéristique externe soit "plongeante"; les machines anti-compound, c'est-à-dire celles où un enroulement série diminue le flux inducteur quand le courant débité augmente, répondent à cette condition quand le courant varie lentement;
mais la tension qu'elles produisent est peu influencée par les variations de charge très rapides comme celles qui se pro- duisent à l'allumage de l'arc.
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On connait divers dispositifs permettant de maintenir en régime dit transitoire la caractéristique plongeante désirée, par exemple bobines de self en série avec l'arc, transformateurs couplant le circuit d'utilisation avec les inducteurs, shunts magnétiques favorisant la dispersion. On utilise également des génératrices à réaction d'induit renforcée par la variation de l'entrefer sous un même pale, ou par le dédoublement des pôles principaux, etc'.. Mais tous ces dispositifs compliquent la construction de la machine et augmentent son pr ix de revient.
La génératrice suivant l'invention est à réaction d'induit et avec auto-excitation par courant prélevé au collecteur sur des balais auxiliaires ; est caractérisée en ce que, pour obtenir en régime transitoire une caractéristique la plus plongante possible (caractéristique dite dynamique), elle comporte un induit avec enroulement à pas raccourci, sous les pôles auxiliaires un entrefer du même ordre de grandeur que sous les pôles principaux et une excitation qui n'est pas la même sur les différents pôles auxilaires, les pôles d'une aes polarités pouvant éventuellement être non bobinés ou même supprimés.
Dans ces conditions, la génératrice comporte:
1 - des pales principaux ne portant que des enroulements shunt répartis uniformément ou non ; cesenroulements sont ali- mentés par deux balais auxiliaires placés sur le collecteur en des points choisis de façon que la différence de potentiel entre ces balais reste approximativement constante à toutes les charges, depuis la marche à vide jusqu'au court-circuit.
2 - un entrefer constant sous toute la surface de chaque pôle et du même ordre pour les pôles principaux et les pôles auxiliaires.
3 - un bobinage du rotor disposé en tambour imbriqué à pas raccourci, avec comme connu, un grand nombre d'ampères-fils par centimètre de longueur de périphérie.
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Les trois caractéristiques ci-dessus ont chacune pour effet d'augmenter la réaction d'induit indépendamment d'autres moyens connus tels que l'échancrure des pôles, etc...
En outre, on a constaté que la dissymétrie du champ produit par les pôles auxiliaires améliore la caractéristique dynamique.
De plus, combinée avec le pas raccourci, elle permet de recueillir sur des balais convenablement oalés une tension d'excitation approximativement constante à toutes les charges et surtout ne baissant pas avec la charge pour certains calages des balais principaux par exemple pour les courants de faible intensité. Cette dissymétrie est obtenue, dans le cas d'une machine à deux pôles qu'on détermine expérimentalement)/ principaux, enmunissant un des pôles auxiliaires/d'un bobinage en série avec le circuit de.l'arc et 'moins important que celui de l'autre pôle ou même inexistant, ou encore en supprimant complète-' ment ce pôle.
Si la génératrice possède plus d'une paire de pôles princi- paux, des dispositions semblables sont employées pour les pôles de commutation, tous les pôles de même polarité étant semblables:
Le réglage du courant induit de la génératrice se fait soit par décalage des .balais principaux, soit par réglage de l'excitation au moyen, par exemple, d'un rhéostat, soit de pré- férence par combinaison de ces deux moyens.
Dans ces conditions, la génératrice possède une grande sta- bilité de l'excitation et une inertie de fonctionnement des plus réduites en régime de variation rapide de la charge.
La figure ci-jointe représente schématiquement une réalisa- tion d'une génératrice suivant l'invention. 1 est l'induit de la génératrice à pas raccourci dont une spire seulementest re- présentée en 9, 2 le collecteur, 3 et 3' les pôles principaux; 4 et 4' les pôles auxiliaires présentant le même entrefer que les pôles principaux. Les enroulements d'excitation 5 et 5' des pôles principaux 5 et 3' sont reliés au,collecteur 2 par des balais auxiliaires 6 et 6' à calage fixe. Un rhéostat non repré- senté est en général inséré dans le circuit d'excitation. Dans
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le cas représenté par la figure, un seul pôle auxiliaire 4 est excité par un bobinage 7 en série avec l'enroulement induit 1; le courant induit est prélevé par les balais principaux 8 et 8' à calage variable avec la charge désirée.
Le pôle auxiliaire 4' est présent mais ne porte aucun enroulement d'excitation.