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"Réglage automatique du flux magnétique dans les généra- trices électriques".
La présente invention est relative à un dispositif de réglage automatique du flux magnétique dans des gêné] trices électriques, en particulier des génératrices pour bicyclettes, qui sont faites de façon à fournir une tension constante à des vitesses de rotation variables et qui comportent, dans ce but, un ou plusieurs shunts magnétiques actionnés par la force centrifuge, une fore de rappel s'opposant à cette force centrifuge. Ces shunts sont faits, lors d'une augmentation ou d'une diminution de la vitesse de rotation, de manière à fair passer une partie plus grande ou plus petite respective
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ment du flux magnétique dans les enroulements d'induit.
Les génératrices de ce type comportent, en général, un nombre pair de champs magnétiques, des aimants consécutifs ayant des polarités opposées. En particulier, dans de petites génératrices, les aimants sont, en général, du type permanent. Dans les formes de réalisation actuelle- ment connues, les aimants sont, en général, placés sur le rotor et l'induit sur le stator et les shunts coopèrent avec les aimants permanents du rotor- Toutefois, on a constaté que lorsque les shunts commencent à porter contre les aimants à de grandes vitesses, de telle sorte que ces aimants sont magnétiquement en court-circuit, ils adhèrent aux aimants et restent dans cette position même si ensuite la vitesse de rotation tombe beaucoup.
Pour éviter cet inconvénient, on a muni les sRunts de couches non magnéti- ques intercalées, d'axes d'arrêt ou organes analogues,de façon à empêcher un contact direct entre les shunts et l'aimant. Ceci ne constitue cependant pas une solution idéale parce que l'on empêche ainsi le court-circuit magnétique d'être presque complet aux grandes vitesses.
La présente invention se propose, entre autres, de permettre d'obtenir un court-circuit magnétique complet à de grandes vitesses tout en évitant les inconvénients ci- dessus et d'obtenir, en même temps, une simplification de la génératrice .L'invention est basée sur l'idée que les shunts doivent shunter des champs ma nétiques alternés au lieu de champs magnétiques constants, de sorte que l'on évite l'adhérence résiduelle de parties magnétiques au contact les unes des autres. L'invention est applica- ble, de façon particulièrement avantageuse, lorsque la génératrice comporte un induit tournant et des aimants fixes. L'induit doit avoir des pôles prononcés entre lesquels les shunts forment un ou plusieurs pontsmagné-
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tiques.
Les shunts peuvent alors, en étant déportés, se déplacer suivant des trajectoires sensiblement perpendicu- laires à l'axe de rotation de la génératrice ou parallèles à cet axe ou faisant avec lui un angle aigu . On a constaté que l'on obtenait des formes de réalisation par- ticulièrement avantageuses lorsque les pôles de l'in- duit comportent des pièces polaires les prolongeant dans le sens de l'axe, entre lesquels et l'axe de rotation sont disposés les shunts.
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation de l'invention.
La figure 2 est une coupe schématique suivant la ligne 2-2 de la fig- 1, certaines parties étant supprimées.
La figure 3 est une coupe correspondant à celle de la figure 2, mais les pièces occupant des positions différentes.
Les figures 4 et 5 représentent en perspective et vus de coté, respectivement,deux détails.
La figure 6 est une coupe longitudinale schémati- que d'une autre forme de réalisation.
La figure 7 est une coupe transversale suivant la ligne 7-7 de la fig. 6.
La figure 8 est une coupe longitudinale d'une deuxième variante.
La figure 9 est une vue en bout en regardant à par- tir de la ligne 9-9 de la figure 8.
Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 1 à 5, les aimants de champ sont disposés de façon connue . Bn ainant permanent 1 en forme de tronc de cône, comportant un alésage central 2, induit un magné- tisne constant dans les deux pièces polaires opposées et 4, d'une certaine polarité, et dans les pièces polaires
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intermédiaires ± et 6, de polarité opposée. Un induit 7 est calé sur l'arbre 2 de la génératrice qui tourne dans un palier 9 monté dans l'alésage 2. L'induit 1 comporte quatre bras sur chacun desquels se trouve un enroule- ment d'induit 10 .
Ces enroulements d'induit sont reliés les uns aux autres en série ou en parallèle et l'un des pôles électriques de l'induit est relié à la masse de fer de l'arbre de la génératrice , tandis que l'autre pôle est relié par un fil 11 , passant dans une douille isolée du couvercle 12 de la génératrice, à une borne
13.Les bras de l'induit 1 sent munis dur l'un de leurs cotés par rapport à l'axe, de pièces polaires 14 qui sont prolongées dans le sens de l'axe d'une quantité suffi- sante pour entourer le dispositif régulateur que l'on va maintenant décrire. Sur l'arbre 8, au voisinage de l'enroulement 10 d'induit, il y a un disque isolant 15 et un shunt 16 en fer doux, qui est fixe par rapport à l'arbre ± et qui participe à la rotation de l'induit.
Ce shunt fixe à la forme d'un disque circulaire dont le pourtour est à une distance des pièces polaires 14 telle que ce shunt n'attire sensiblement pas le champ alterna- tif magnétique passant entre les pièces polaires 14 de l'induit. Suri 'arbre 2 , il y a en outre une bague ou douille 17 (voir fig. 4). Lntre les surfaces portantes
18, dirigées suivant l'axe, de cette douille et l'arbre 8 se trouvent les parties centrales de deux ressorts à lame 12 . Les ressorts 19 présentent une cavité 20 dont les bords 21 viennent en prise dans des découpures correspondantes 29 de la douille 17. De cette façon, les ressorts sont maintenus longitudinalement ainsi que transversalement.
Les deux shunts 22 , pouvant se déplacer, sont munis de saillies 11 sous lesquelles les ressorts à. lame 12 viennent en prise . Le shunt 22 est fait de deux parties semi-circulaires en fer doux qui
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sont portées par les ressorts 19.
Dans la forme de réalisation représentée, il y a trois ehunts dont l'un 16 est fixe sur l'arbre 8 de la génératrice , tandis que deux shunts 22 coopèrent magnéto quement avec le shunt fixe 16 et peuvent se déplacer par rapport aux pièces polaires de façon à pouvoir influer sur le champ magnétique alternatif qui @ passe. Toutefois rien n'enpêche qu'il n'y ait qu'un shunt mobile, ou un fixe et un mobile, ou un fixe et plusieurs mobiles, ou seulement plusieurs mobiles, etc...
Etant donné que, dans la forme de réalisation repré- sentée, les shunts 22 peuvent coulisser le long du shunt fixe 16, on obtient un accouplement magnétique satisfais: entre les deux shunts.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Lorsqt l'arbre $ tourne à faible vitesse, les shunts 22 sont maintenus par les ressorts 19 dans les positions visibles sur la figure 2. Le flux constant provenant des pôles à 6 passe alors, pour la plus grande partie, par les pièces polaires 14 de l'induit pendant qu'elles sont re- liées aux enroulements 10 de l'induit de sorte que la force électromotrice induite atteint une valeur aussi grande que possible pour cette vitesse de rotation.
Toutefois, si la vitesse augmente, la force centrifuge commence à agir sur les shunts 22 de sorte qu'ils se dé- placent radialeraent vers l'extérieur et qu'ils commencent à attirer une partie du flux alternatif magnétique et à le faire passer dans les enroulements d'induit de manière à réduire le flux alternatif restant passant dans les enroulements d'induit, flux qui est décisif pour la tension de la génératrice. A vitesse relativement grande, les shunts 22 s'écartent dans une mesure telle que leur pourtour porte directement contre les pièces polaires 14
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-"" w,,....... '1"" lrGylGJr1 DUn" iVüi'1Wt711W ülGtlC:3 par le.3 shunts 22 et 16 .
Comme le flux magnétique passant dans les pièces 14, 22 et 16 est alternatif, comme on l'a dit ci-dessus, les pièces n'ont pas tendance à adhérer les unes aux autres et elles peuvent être ramenées facilement dans leurs positions de départ par la force des ressorts 19, dès que la vitesse commence à tomber. On a constaté,en pratique, qu'il est possible grâce à cela, de maintenir sensiblement constante la tension fournie dans une grande gamme de variations de vitesse.
Dans la variante des figures 6 et 7, il n'y a qu'un shunt constitué par un ressort circulaire ouvert 24, dont une extrémité 25 est fixée sur une douille carrée 26 de l'arbre $ de la génératrice. Lorsque la vitesse de rotation augmente, le ressort 24 s'écarte radialement vers l'extérieur, en antagonisme à sa tension propre, en se rapprochant des pièces polaires 14 de l'in- duit, ce qui fait qu'une partie plus ou moins grande du flux magnétique alternatif va, par le ressort, dans les enroulements 10 d'armature .
Dans la variante des figures 8 et 9, il y a quatre shunts 22 qui sont portés par un ressort à lame comportant quatre bras élastiques 27. Le centre du ressort à lame est fixé sur l'arbre.$ de la génératrice à l'aide d'un écrou ou organe analogue 28. Les shunts 22, lors d'une augmentation de la vitesse de rotation, sont poussés par la @rce centrifuge de manière à coopérer magnétique- ment , de façon de plus en plus intime, avec les pôles 14 de l'induit et à faire passer une partie, allant en augmentant, du flux alternatif .iagnétique total dans les enroulements d'induit 10 .
Dans ce qui précède, on a supposé que l'induit
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tournait alors que les aimante de champ étaient fixes.
Il n'y a toutefois pas d'inconvénient à ce que les aima de champ tournent et que l'induit soit un stator les entourant. Toutefois, également en ce cas, les shunts actionnés par la force centrifuge coopèrent suivant la présente invention, en tournant, avec les pôles fixes d l'induit au lieu de le faire avec les aimants de champ, afin d'éviter l'adhérence qui, autrement, serait inévit ble.