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Procédé et dispositif de réaimantation des aimants permanents d'un alternateur.
L'invention concerne un procédé de réaimantation des aimants permanents partiellement démagnétisés d'un alternateur.
Le Brevet allemand n .663.954 du 19 Avril 1939 mentionne, à la page 1, lignes 37-45, que la réaimantation d'un aimant permanent partiellement démagnétisé d'une telle génératrice peut s'effec- tuer en connectant, pendant la marche, les bornes de l'enroule- ment de l'alternateur à un condensateur. Ceci provoque dans les enroulements un courant alternatif, décalé en avant, qui exerce un effet magnétisant sur l'aimant permanent. Ce procédé donne souvent de bons résultats, à savoir lorsque l'aimant n'est pas trop fortement démagnétisé, mais il arrive que la démagnétisa- tion ait été trop complète pour que l'on puisse obtenir ainsi une bonne réaimantation et atteindre le point de fonctionnement initial.
C'est le cas par exemple lorsque de sérieux courts-cir- @
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cuits se sont produits dans le circuit de charge de la génératri- ce : la démagnétisation dépend alors de la nature, de la durée et du moment du court-circuit.
Ce brevet mentionne évidemment aussi que pour réaimanter les aimants permanents, on peut brancher les enroulements de la machine à l'arrêt sur une source de courant continu.
L'invention est basée sur une autre idée: elle assure des résultats notablement meilleurs que ceux obtenus par la méthode décrite dans le brevet allemand précité, et permet de se passer de la source de courant continu.'
Suivant l'invention, dans un procédé de réaimantation des aimants permanents, partiellement démagnétisés, d'un alter- nateur, au moins une partie de la tension résiduelle de la géné- ratrice en marche est appliquée à un condensateur par l'inter- médiaire d'un commutateur et d'un redresseur, puis le conden- sateur est déchargé sur au moins une partie de l'enroulement de la génératrice, ce qui provoque la réaimantation de l'aimant permanent.
Si la réaimantation s'avérait insuffisante, par exemple parce qu'au moment de la décharge l'aimant permanent occupait une position défavorable par rapport au sens du champs magnéti- sant, il faudrait répéter l'opération. Pour pallier cet Inconvénient éventuel, la décharge du condensateur peut s'effec- tuer par l'intermédiaire d'un commutateur automatique précisément au moment où l'aimant occupe la position optimum par rapport à l'enroulement. Le commutateur automatique peut consister, par exemple, en un contact rotatif solidaire de l'arbre de la géné- ratrice. Ceci est particulièrement important dans le cas d'uti- lisation d'acier magnétique anisotrope, car, dans ce cas, la magnétisation dans la direction préférentielle est optimum.
Si l'utilisation d'un tel commutateur automatique, à fonctionnement synchrone, était jugéeindésirable, par exemple
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pour des raisons d'ordre économique, le procédé conforme à l'invention peut être réalisé de façon qu'après la charge du condensateur, celui-ci soit mis hors circuit et qu'on arrête la génératrice.
La brusque décharge du condensateur sur une partie ou sur la totalité de l'enroulement provoque dans le circuit de fer un champ qui, pour autant que l'aimant arrêté n'occupe pas une position trop défavorable, attire les pôles dans la position requise et réaimante l'aimant. Si cette réaimantation était
Insuffisante, il suffirait de répéter le cycle décrit. Si l'ai- mant occupe une position défavorable par rapport à l'enroule- ment polaire, par exemple un pôle nord placé en regard du pôle nord de l'enroulement polaire engendré par la décharge du con- densateur, l'aimant peut être magnétisé en sens opposé.
Cependant, en général, une seule décharge du condensateur ne suffit pas à provoquer cette inversion; il faut alors répéter le cycle, tout en veillant à ce que l'aimant occupe la même position par rap- port à l'enroulement polaire que pendant la décharge précédente.'
Si, pendant cette seconde décharge, l'aimant occupe une position moins avantageuse, il peut être attiré dans la position exacte par le champ magnétisant.
Il y a lieu de noter qu'il peut être recommandable de modifier, pendant la décharge du condensateur, le couplage des enroulements de la génératrice (série ou pa- rallèle) de façon à obtenir un courant de magnétisation aussi favorable que possible.'
Pour autant que la tension et la charge du condensateur soient suffisantes, cet agencement assure une réaimantation complète des aimants permanents sans l'intervention d'une source de courant continu indépendante.
Il offre encore un autre avantage: l'aimant peut tra- vailler en un point aussi favorable que possible, à proximité du point à (BHg de la courbe de démagnétisation, ce qui permet @
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de réduire au minimum les dimensions de la génératrice, car après une éventuelle démagnétisation, qui est d'autant plus à craindre (par exemple lors du court-circuit dans la charge) que le point de fonctionnement se rapproche du point à (BH)max, la réaimantation de l'aimant peut s'effectuer très facilement.
Pour éviter que, dans une réalisation simple, sans commutateur de dé- charge automatique synchronisé, on doive recourir à plusieurs réaimantations, suivant une autre particularité de l'invention, il est recommandable, après la charge du condensateur et l'arrêt de la génératrice,d'amener un pôle magnétique permanent par voie mécanique dans la position de réaimantation exacte par rapport à l'enroulement magnétissant. Par voie mécanique, il y a lieu d'entendre aussi que cette opération peut s'effectuer à la main : le rotor peut porter un repère pour indiquer la position exacte.
Dans certains cas, la tension résiduelle de la généra- trice peut être trop faible pour permettre la réaimantation to- tale de l'aimant permanent pour une capacité déterminée du con- densateur. On peut, conformément à l'invention, obvier à cette difficulté en transformant en une tension plus élevée une par- tie de la tension de la génératrice appliquée au redresseur et au condensateur, ce qui provoque l'accumulation d'une plus grande quantité d'énergie dans le condensateur.
L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre des procédés spécifiés, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de l'enroulement de la génératrice est branchée, par l'intermédiaire d'un élément interrupteur, sur le montage en série d'un redresseur et d'un condensateur et qu'un second interrupteur est prévu pour la décharge du condensateur sur au moins une partie d'un enroulement de la génératrice.
De préférence, le point de fonctionnement de l'aimant permanent de la génératrice se trouve à proximité du point à
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(BH)max de la courbe de démagnétisation. Dans une telle généra- trice, cette combinaison permet à l'usager de réaimanter l'ai- mant permanent, de sorte que pour le choix du point de fonction- nement de l'aimant, il suffit de tenir compte de l'intensité du courant à pleine charge et non de l'intensité du courant de court-circuit éventuel. L'aimant peut donc fonctionner tout près du point à (BH)max.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Sur la fig.l, un alternateur comporte un rotor magnétique permanent, fonctionnant au point à (BH)max, à pales N et Z, ainsi que deux enroulements 2. Le circuit de charge peut être branché sur l'alternateur par l'intermédiaire de l'interrupteur 3; l'alternateur est alors shunté par un condensateur 4 et par le montage en série d'un condensateur 6 et de la charge 5. L'utili- sation des condensateurs 4 et 5 a déjà été proposée pour éviter une démagnétisation du rotor d'un court-circuit dans la charge 5.
Nonobstant ces dispositifs de sécurité, dans certains cas défa- vorables, il peut se produire une démagnétisation telle que le point de fonctionnement de l'aimant se trouve loin du point à (BH)max et que l'alternateur fournisse une tension beaucoup trop faible. Pour réaimanter complètement l'aimant, les enroule- ments 2 sont shuntés par le montage en série d'un interrupteur 7, d'un redresseur à sec 8 et d'un condensateur électrolytique 9.
Lorsque l'interrupteur 3 est ouvert, et que le commutateur 7 est fermé, le condensateur 9 est chargé par la tension résiduelle de l'alternateur. Pour éviter la fuite éventuelle de cette tension, par le redresseur 8, on peut alors de nouveau placer le commuta- teur 7 dans une position comprise entre les contacts 10 et 11.
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On arrête alors l'alternateur et, à l'aide d'un repère, d'une butée ou d'un dispositif analogue, on amène le rotor 1 dans la position de magnétisation en regard des deux enroulements po- laires 2.
On amène alors le commutateur 7 sur le contact 11: le condensateur 9 se décharge sur les enroulements 2, et le rotor se réaimante.
Sur la FIG.2 les organes correspondant à ceux de la fig.l portent les mêmes chiffres de référence que cette der- nière; la démagnétisation de l'aimant permanent y est supposée poussée à un point tel que, pour un dimensionnement pratique donné du condensateur électrolytique 9, la tension résiduelle soit insuffisante pour communiquer à ce condensateur une charge suffisante pour assurer la réaimantation de l'aimant.' Pour re- médier à cet inconvénient, lorsque le commutateur se trouve sur le contact 10, il branche, sur la génératrice, l'enroulement primaire d'un transformateur 12. La tension secondaire de ce transformateur sert à charger le condensateur 9 par l'intermé- diaire du redresseur 8.
Lorsqu'on amène le commutateur 3 sur le plot mort 13, ce qui provoque la mise hors circuit du trans- formateur 12, et que l'on arrête la génératrice de manière que le rotor se trouve dans la position de magnétisation, pour réaimanter, il suffit d'amener le commutateur sur le contact 11.