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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS A INDUCTION.
La présente invention a trait en général aux appareils à induction comportant des parties mobiles l'unepar rapport à l'autre et elle se rapporte notamment aux appareils synchro- nes couramment utilisés pour des transmissions à distance avec excitation par courant alternatif. L'invention est relative en particulier à un procédé et à des moyens permettant d'obte- nir de façon précise une relation sinusoïdale entre le couplage et le déplacement relatif des éléments constituant de tels appareils, ce qui a pour conséquence d'améliorer la précision de la transmission.
La présente invention constitue un perfectionnement de l'objet de la demande de brevet No 374. 213. déposée le 26 mars 1948 (Brevet N ),perfectionnement qui con- siste en ce que l'harmonique de rang le plus bas qui n'est pas
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supprimé dans le présent cas, est au moirwl' fois le rang /\{j'C)'.N/
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de celui qui reste dans le cas du dit brevet ; parconséquent cet harmonique non supprimé dans le présent cas a une amplitude possible beaucoup plus petite du fait de la relation inverse qui existe entre l'amplitude maximum possible et le rang de l'harmonique.
Dans le meilleur cas d'enroulements du dit brevet les 17e et 19e harmoniques sont les deux harmoniques non supprimés de rang le plus bas, d'où il résulte une erreur sur l'harmonique de rang 18 pour des raisons qui apparaissent dans un article récent intitulé "Electrical Accuracy of Selsyn Generator Control Transformer System" par Harold Chesnut, American Institute of Electrical Engineers Transactions, Août-Septembre 1946, tome 65, pages 570-576, dont la page 573 montre qu'une erreur sur l'harmonique de rang 6 résulte de la non suppression des harmoniques de rangs5 et 7. Dans une des formes de réalisation de la présente invention, les 35e et 37e harmoniques sont ceux de rang le plus bas qui n'ont pas été supprimés d'où il résulte, une erreur généralement négligeable sur le 36e harmonique.
Dans une autre forme de réalisation de la présente invention, le 59e et le 6 le har- moniques sont ceux de rang le plus bas qui n'ont pas été sup- primés, et il en résulte une erreur possible encore plus faible sur le 60e harmonique.
Par conséquent, le principal 'objet de la présente in- vention est de réaliser des appareils à induction perfectionnés dont la précision est d'un ordre supérieur à celle que l'on a pu obtenir jusqu'à présente.-
Un autre objet de l'invention est de réaliser l'amé- lioration de la précision des dispositifs synchrones de trans- mission à distance, du type mentionné ci-dessus.
Un autre objet de l'invention est d'annuler sensiblement les erreurs dûes à la fabrication tout en utilisant des tolé- rances-de fabrication pratiques.
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Les objets et caractéristiques ci-dessus et d'autres encore de la présente invention apparaîtront plus clairement ci-après de la considération de la description détaillée qui suit ainsi que de l'examen des dessins annexés qui illustrent deux formes de réalisation de la présente invention. Il doit être bier entendu toutefois que les dessins n'ont qu'un but d'illustration et qu'ils ne sont donnés qu'à titre d'exem- plesnullement limitatifs.
Dans les dessins, les mêmes chiffres de référence sur les diverses figures désignent les mêmes parties.
La figure 1 est une élévation frontale d'une première forme de réalisation de l'invention appliquée à un dispositif synchrone ayant un rotor de douze encoches et un stator de neuf encoches apparaissant respectivement du côté gauche et du coté droit. Cette figure représente une distribution des en- roulements qui assure une amélioration de la précision;
La figure 2 est une vue en perspective des mêmes élé- ments utilisant la même disposition et montrant l'inclinaison relative des encoches et l'épaisseur de ces éléments;
La figure 3 est une vue semblable à la figure 1 d'un stator de quinze encoches avec le même rotor de douze encoches destinés à un dispositif synchrone de précision encore plus élevée.
Si l'on se reporte aux figures 1 et 2, le rotor est monté de façon à avoir un déplacement angulaire dans le stator 2, l'un et l'autre étant feuilletés et comportant respectivement douze et neuf encoches également espacées comme représenté.
Des encoches non utilisées peuvent si on le désire être emplo- yées pour procurer des encoches effectives qui ne sont pas destinées à contenir des bobines.
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Le rotor 1 est bi-symétrique, c'est-à-dire symtrique par rapport aux deux axes I-I et II-II qui sont normaux l'un par rapport à l'autre et à l'axe de rotation, la figure montrant un rotor bi-polaire sans pôle saillant. Cette double symétrie ainsi qu'il est noté dans la demande de brevet mentionnée ci- dessus, élimine tous les harmoniques de rang pair dans la rela- tion entre le couplage et l'angle de déplacement entre le rotor et le stator. L'enroulement du rotor 3 est distribué comme montré, d'après la méthode de la demande de brevet déja men- tionnée. La dite distribution supprime directement tous les harmoniques de rang impair excepté le lle. Par symétrie, seulement les 13e;'les 23e et 25e; les 35e et 37e harmoniques, qui sont des harmoniques de rang impair,ne sont pas neutralisés.
En d'autres termes, ce rotor élimine tous les harmoniques de rang impair excepté ceux de rang A(12 ¯ 1), où A est un nombre entier quelconque.
L'enroulement du rotor élimine les 3e et 17e harmoni- ques. Puisque l'enroulement rotor élimine tous les harmoniques divisibles par trois, on peut utiliser ce dispositif synchrone en bi-phasé au lieu d'être employé en triphasé avec un stator de neuf encoches, sans introduire uneerreur dûe à ces harmoniques.
Les enroulements triphasés montés en étoile 4 du stator de neuf encoches,sont figurés comme étant distribues suivant l'une des formes de réalisation de la demande de brevet mention- la née ci-dessus et notamment celles de/ figures 6 de cette demande. La distribution des bobines du stator est basée sur l'élimination du 3e harmonique par le montage triphasé en étoi- le et/ou la distribution de l'enroulement rotor et,la suppres- sion directe des 5e et 7e harmoniques. Par symétrie le stator élimine tous les harmoniques de rang impair excepté le lle; le 17e et le 19e; le 35e et le 37e, etc.... En d'autres termes, ce stator élimine tous les harmoniques excepté ceux de rang
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B(18 ¯ 1), où B est un nombre entier quelconque.
Ainsi il est évident que le dispositif synchrone des figures 1 et 2 élimine tous les harmoniques jusqu'au 35 et 37e rangs avec pour conséquence une erreur généralement négligeable sur le 36e harmonique dans la relation entre le couplage et l'angle entre le rotor et le stator.
Dans la présente invention et suivant les enseignements de la demande de brevet mentionnée ci-dessus,un harmonique peut être,en outre,éliminé en utilisant un montage étoile pour l'en- roulement rotor qui est figuré comme étant monophasé sur la figure 1 ; il résulte de ce fait une diminution des tolérances admissibles de fabrication.
Lorsque l'on a besoin d'une précision encore plus grande que celle que l'on obtient avec le dispositif synchrone des figures 1 et 2, on peut utiliser le dispositif synchrone de la figure 3 dans lequel l'harmonique le plus bas, non sup- primé fait apparaître une erreur du 60e ordre.
Le dispositif synchrone de la figure 3 comporte le rotor de douze encoches des figures 1 et 2 mais possède un stator de quinze encoches avec une distribution d'enroulement sembla- ble à celle représentée sur la figure 19 de la demande de bre- vet mentionnée ci-dessus et décrite dans le texte de cette de- mande. Les enroulements triphasés montés en étoile connnent pour un stator de quinze encoches, ce qui de ce fait procure la double élimination de l'harmonique de rang 3 comme pour les figures 1 et 2.
Pour l'enroulement stator triphasé de quinze encoches et monté en étoile, on peut distribuer les phases comme suit en se basant sur la demande de brevet mentionnée ci-dessus :
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<tb> Pas <SEP> d'encoches <SEP> de <SEP> la <SEP> % <SEP> du <SEP> total <SEP> des <SEP> spires
<tb>
<tb> bobine <SEP> indépendante <SEP> par <SEP> phase
<tb>
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<tb> 7 <SEP> 31,60
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<tb> 6 <SEP> 27,51
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<tb> 5 <SEP> 20,56
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<tb>
<tb> 4 <SEP> 12,70
<tb>
<tb>
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<tb> 3 <SEP> 5,96
<tb>
<tb>
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<tb> 2 <SEP> 1,67
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de telle sorte que ce stator de quinze encoches élimine directement tous les harmoniques de rang impair excepté le 29e; les 31e, 59e et 61 e étant éliminés par symétrie.
Combiné au rotor de douze encoches de la présente demande de brevet, ce stator de quinze encoches fait appa- raître comme premiers harmoniques non annulés les 59e et 61e harmoniques, ce qui entraîne une erreur sur le 60e harmonique dans la relation entre le couplage et l'angle entre le stator et le rotor. Comme exposé plus haut, cet ordre supérieur des harmoniques de rang le moins élevé a pour résultat une réduction importante de la grandeur de l'erreur.
Bien que deux formes de réalisation de l'invention aient été représentéeset décrites, on peut effectuer diver- ses modifications dans la forme et la disposition relative des parties sans changer l'esprit de l'invention ni sortir de son domaine, ainsi qu'il apparaîtra maintenant aux hommes de l'art. En particulier l'utilisation des termes "rotor" et "stator" a un but de concision, mais on peut interchancer ces termes et avoir des éléments inducteurs linéaires équi- valents qui soient mobiles longitudinalement l'un par rapport à l'autre sans modification de leur distance relative.
De même, l'inclinaison relative du pas d'encoches signifie que le pas d'encoches est celui de l'élément incliné, par exemple
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une inclinaison de 30 d'un rotor de douze encoches ou de 40 d'un stator à neuf encoches, suivant que l'an ou l'autre est incliné (de préférence le rotor pour des raisons de commodité mécanique).