BE503522A - - Google Patents

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BE503522A
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/40DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description


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  MACHINE   ELECTRIQUE.   



   L'invention concerne les machines à courant continu régulatrices du type décrit au brevet belge   488.639.   Ces machines comportent un circuit magnétique dans lequel on définit un étalon de comparaison à l'aide de deux pôles équipolaires inégalement saturés. Dans un tel circuit magnétique, la valeur moyenne du flux principal est:imposée par la saturation du pôle le plus saturableo 
L'invention a pour but de décrire des machines qui tout en conser- vant les propriétés régulatrices et les avantages des machines précitées, sont agencées de telle sorte que le flux principal peut varier dans des li- mites relativement grandeso 
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après.

   Au dessin annexé donné à titre d'exemple et dans lequel les mêmes caractères de référence désignent les mêmes pièces la Figo 1 est une vue transversale du circuit magnétique d'une machine tétrapolaire suivant l'invention; la Figo 2 représente une forme de masse polaire utilisable dans le circuit magnétique de la Fig. 1 ; la Fige 3 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme de masse polaire; la Fig. 4 est un diagramme de flux permettant de comprendre le fonctionnement de la machine; la Fig. 5 est un schéma des circuits d'une machine suivant l'in- vention utilisablé comme génératrice auto-régulée; 

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 les Figs. 6, 7 et 8 en sont des variantes, et la Fig. 9 est le schéma d'une machine suivant l'invention utili- sable comme excitatrice-régulatrice. 



   Comme représenté à la Figo 1, la machine comprend une carcasse 1 munie de quatre pôles principaux désignés par leurs axes X, Y, Z et Q, et éventuellement quatre pôles auxiliaires également désignés par leurs axes P, R, S et T. Ces pôles sont associés à un induit 2 comportant un enroule- ment tétrapolaire multiple relié à un collecteur et quatre balais 3,4, 5 et 6 disposés par rapport aux pôles dans leur position normale de commuta- tion. 



   Le pôle X comprend un élément magnétique travaillant normale- ment à l'état saturé. Cet élément peut être constitué par le noyau 7 du pô- le X que l'on excite jusqu'à saturation à l'aide par exemple d'un enroule- ment 8 appelé enroulement de saturation. Le pôle Y est excité pour fournir une même polarité que le pôle X, à l'aide d'un enroulement 9 appelé enrou- lement de commande. Ces enroulements, dans lesquels le sens du courant est matérialisé par des cercles (o) ou des croix (+) qui indiquent respective- ment un courant qui sort de, ou entre dans la figure, créent dans la machi- ne une magnétisation tétrapolaire figurée par les trajets fléchés 10.

   Les enroulements 8 et 9 étant supposés excités de manière à ce que les pôles X et Y fournissent des flux égaux, il est clair que le flux tétrapolaire sy- métrique qui en résulte dans la machine est nécessairement limité par la sa- turation du noyau 7. Toutefois, et comme on le verra ci-après, le flux to- tal de la machine résulte de la superposition dans le même circuit magnéti- que du flux symétrique mentionné ci-dessus et d'un flux tétrapolaire addi- tionnel qui doit pouvoir varier malgré la limitation imposée par l'état de saturation du noyau 7 et sans affecter cet état de saturation. 



   Afin de permettre à ce flux additionnel de s'établir, le   pôle X   comprend en outre un élément magnétique susceptible de shunter magnétique- ment le noyau   7.   Un tel shunt magnétique peut être constitué par des épa- nouissemts radiaux 11 formant une dérivation magnétique entre le sommet et la base du pôle X. Un entrefer 12 peut être prévu sur le trajet de cette dérivation afin de limiter ou de commander l'amplitude du flux de fuite du noyau 7. Suivant une autre forme de réalisation illustrée à la Fig. 2, le pôle X peut être constitué par une masse polaire multiple, munie   d'enco-   ches profondes 13 définissant un noyau central 7a et deux saillies polai- res latérales 11a.

   Le pôle X peut également être réalisé conformément à la Fig. 3 à l'aide d'une masse polaire de forme habituelle dans laquelle sont ménagées deux encoches transversales   14   divisant longitudinalement le pôle en un noyau central 7b et deux saillies terminales llb qui peuvent être séparées de la carcasse un entrefer 12b. 



   Pour comprendre aisément la fonction régulatrice d'une machine pourvue d'un circuit magnétique tel que décrit, il est commode de considé- rer la machine comme résultant, du point de vue de la répartition des flux, de la combinaison de deux demi-machines situées à gauche et à droite de l'axe ZQ et appelées respectivement demi-machine X et demi-machine Y, et de se reporter pour cela aux diagrammes de flux de la Fig. 4. La   courbe 0.   du diagramme de gauche de cette Fig. représente le flux dans la demi-machine X en fonction des ampère-tours de l'enroulement 8, tandis que la courbe   #Y   du diagramme de droite représente le flux dans la demi-machine Y en fonc- tion des ampère-tours de l'enroulement 9.

   La hauteur de la portion saturée de la courbe   #o   est conditionnée par les réluctances de fer et d'entrefer des diverses parties du circuit magnétique de la demi-machine X et sera par exemple réglée à une valeur correspondant à la portion non saturée de la courbe   #y.   



   On suppose maintenant que les enroulements 8 et 9 sont alimentés sous la dépendance d'une même condition, la même tension d'alimentation par 

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 exemple, et que9 pour une valeur donnée Uo de cette tension, les ampère- tours de l'enroulement 8 sont ajustés à une valeur xO se produisant dans la 
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 demi-machine Y un flux Fo égal à f 0. Le flux tétrapolaire qui en résulte dans la machine, et que l'on appellera ci-après flux de référence, à une va- leur pratiquement indépendante des variations éventuelles de la tension d'a- limentation, du fait de la saturation du noyau 7.

   Toutefois la répartition de ce flux qui est symétrique lorsque la tension a la valeur Uprécitée, devient sensiblement dissymétrique dès que la tension s'écarte de cette va- leur, pour la raison que la   courbe 00.Ç  dans sa partie saturée et la courbe   #Y   dans sa partie non saturée, ont des pentes sensiblement différentes. En effet pour une valeur de la tension inférieure à Udonnant lieu à des ampère- 
 EMI3.2 
 tours xl et y,; le flux fl du pôle X est supérieur au flux FI du pôle Y, et inversement pour une valeur de la tension supérieure à Uo donnant lieu à des ampère-tours x2 et Y2' le flux f 2 du pelé X sera inférieur au flux F 2 du pS- le Y.

   Dans les deux derniers cas, il existe dans la   machine,   outre le flux de référence tétrapolaire, un flux de déséquilibre bipolaire qui est dirigé suivant   1'axe   XY et qui est proportionnel, en grandeur et en sens, à l'écart de la tension par rapport à la valeur U En ce qui concerne la répartition 
 EMI3.3 
 des forces électromotrices dans induit on notera que lorsque la répartition du flux de référence est symétrique, les potentiels des quatre balais sont égaux en valeur absolue, mais que la présence d'un flux de déséquilibre entre 
 EMI3.4 
 les polies X et Y a pour effet d'induire entre les balais primaires 3 et 4 une différence de potentiel qui est également proportionnelle à l'écart de la tension d'alimentationo On va maintenant considérer, en se reportant au diagramme de droi- 
 EMI3.5 
 te de la Fig.

   ., le cas où un flux tétrapolaire additionnel est superposé au flux tétrapolaire de référence. On supposera pour cela que les pelés X et Y 
 EMI3.6 
 sont magnétisés à l'aide d'ampère-tours fixes x o et y 0 et que le flux addi- tionnel est produit par des enroulements (non représentés) disposés par   exem-   ple autour du pâle X,   c'est-à-dire   de l'ensemble formé par le noyau 7 et le shunt 11, et autour du   pale   Yo 
Dans la demi-machine Y, la superposition du flux additionnel et du flux de référence est algébrique du fait de l'état non saturé du pôle Y et donne lieu par conséquent à un flux résultant qui peut être représentée par la même courbe Dans la demi-machine X, la superposition du flux ad- 
 EMI3.7 
 ditionnel et du fluxyde référence n'est pas algébrique,

   du fait des relue- tances différentes du noyau 7 et du shunt 11 et donne lieu à un flux résul- tant dont les variations en fonction des ampères-tours additionnels du pôle X sont représentées par une courbe   #X   qui coupe   l'axe   des flux en un point A dont l'ordonnée est égale à la valeur du flux de référence. 



   En l'absence d'ampère-tours additionnels la valeur du flux de la machine est définie par la hauteur de la droite AB. Les courbes   #X   et   #Y   étant supposées parallèles, si on donne aux ampères-tours additionnels des pâles X et Y des valeurs égales telles que   Aa   et Bb, le flux total de la ma- chine passe de la valeur définie par la droite AB à une nouvelle valeur dé- 
 EMI3.8 
 finie par la droite Al, B, tout en conservant une répartition symétrique.- On notera que la superposition d'un flux tétrapolaire additionnel au flux de référence n'altère pas la fonction régulatrice résultant de la différence 
 EMI3.9 
 d'inclinaison des courbes et ely- En effet tout écart de la tension d'ali- mentation par rapport à la valeur Uo a pour effet de modifier l'ordonnée du 
 EMI3.10 
 point B,

   par rapport au point Al et par conséquent de produire une différence correspondante entre les potentiels des balais primaires 3 et 4. 

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 EMI4.1 
 



  Le parallélisme des courbes ox et j2L est un cas particulier. 



  Avec des courbes divergentes telles que }Ox et YI.7 on obtient un flux de ré- férence équilibré défini par la droite AC, en ajustant les ampère-tours des enroulements 8 et 9 à des valeurs x o et y 0 l' mais si l'on veut superposer un flux additionnel au flux de   référence  il est nécessaireafin de conser- ver au flux résultant une distribution symétrique, de prévoir sur les pôles X et Y des ampères-tours additionnels Aa et Ce qui soient dans le rapport in- 
 EMI4.2 
 verse des pentes des courbes ex et eil, De même, avec des courbes convergen- tes telles que ex et }OY2' les ampère-tours additionnels Aa du pôle X et les ampère-tours additionnels Dd du pôle Y doivent aussi être dans le rapport in- 
 EMI4.3 
 verse des pentes des courbes ex et !DY2. 



  On peut obtenir le rapport désiré entre les inclinaisons des courbes  X et 0 en agissant convenablement sur les réluctances d'entrefer de l'un ou des deux pôles X et Y. Dans le cas de la courbe 1. l'emploi de ca- les telles que 15   (Figol)   permet d'obtenir l'inclinaison voulue. Dans le cas 
 EMI4.4 
 de la courbe , il suffit pour modifier son inclinaison de modifier la va- leur de l'entrefer 12 du shunt magnétique 11. On peut même prévoir un dispo- sitif pour régler cet entrefer progressivement. Ce dispositif peut être con- 
 EMI4.5 
 stitué comme représenté à la Fig. 3 par des PLongeurs 16 vissés dans la car- casse en face des saillies 11 b. On notera qu'une modification de l'entrefer du shunt magnétique entraîne un déplacement du point A (Fig.   4)   et par suite une modification du flux de référence.

   Il est toutefois possible de faire va- rier la flux de référencé sans modifier   l'inclinaison   de la courbe   #X.   Il suffit pour cela de faire varier la section du noyau 7 du pôle X en prévo- yant par exemple un plongeur 17 mobile dans un logement 18 dudit noyau (Fig. 3). 



   On va maintenant décrire à l'aide de la Fig. 5 les circuits d'une génératrice à tension régulée utilisant un circuit magnétique tel que décrit ci-dessus, et dans lequel on supposera d'abord que les courbes   #X   et   #Y   sont parallèles. 



   Le balais équipolaires primaires 3 et 4 sont réunis par une con- nexion de balais 19 elle-même reliée à une borne 20 de la génératrice,, tan- 
 EMI4.6 
 dis que les balais équipolaires secondaires 5 et 6 sont réunis par une con- nexion de balais 21, elle-même reliée à l'autre borne 22 de la génératrice. 



   L'auto-excitation de la machine est assurée par les enroulements 8 et 9 qui sont connectés entre les bornes 20 et 22 de la machine. Celle-ci étant par exemple entraînée dans le sens des aiguilles d'une montre s'amorce sous   l'influence   du magnétisme rémanent en rendant par exemple la borne 20 négative et la borne 22 positive. Les enroulements 8 et 9 soumis à la ten- sion disponible entre ces bornes entretiennent dans la machine un flux tétra- polaire de référence indiqué par les flèches portées par les axes des pôles. 



  Aussi longtemps que la vitesse est insuffisante pour permettre à la machine de fournir,sous la seule influence du flux de références la tension Uo pour laquelle les pôles X et Y ont des flux égaux fo et Fo, il subsiste entre ces poules   un   flux de déséquilibre dirigé de X vers Y, qui induit une différence de potentiel correspondante entre les balais primaires 3 et 4. Cette   diffé-   rence de potentiel a pour effet.de créer dans le circuit de ces balais un courant de circulation primaire dont le sens dans les conducteurs d'induit est indiqué en Il par une couche de signes   (+)   et (o).

   Ce courant de circu- lation va être utilisé pour exciter dans la machine un flux tétrapolaire ad- ditionnel renforçant le flux de référence pour permettre à la tension d'at- teindre la valeur de réglage   U 0   

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Il serait possible d'utiliser directement ce courant de circula- tion pour exciter le flux tétrapolaire additionnel,-mais afin d'accroître la sensibilité de la régulation, il est avantageux de   l'utiliser   pour créer en- tre les balais secondaires 5 et 6 une différence de potentiel amplifiée et d'exciter indirectement le flux tétrapolaire additionnel à l'aide de courant de circulation secondaire qui résulte, dans le circuit des balais 5 et 6 de cette différence de potentiel amplifiée. 



   Pour cela il suffit de produire entre les pôles Z et Q un flux de déséquilibre variable en grandeur et en direction en fonction du courant de circulation I1. Ce flux de déséquilibre existe naturellement du fait de la réaction d'induit primaire due   à   ce courant de circulation et la différen- ce de potentiel qui en résulte entre les balais secondaires 5 et 6 crée dans le circuit de ceux-ci un courant de circulation secondaire dont le sens dans les conducteurs d'induit est indiqué en I2. 



   Le procédé le plus simple pour produire un flux tétrapolaire à l'aide du courant de circulation I2 consiste à utiliser l'effet excitateur de la réaction d'induit due à ce courant de circulation., Cette réaction d'in- duit secondaire qui agit le long de l'axe YX en sens inverse du flux de dés- équilibre initial, a une valeur qui peut être exprimée en ampère-tours par le produit N   12, N   désignant le nombre de conducteurs d'induit..

   On sait qu'en 
8 disposant à une extrémité de   l'axe   XY de réaction d'induit secondaire un en- roulement compensateur-excitateur 23 ayant un nombre de spires sensiblement égal à N/8 et en connectant cet enroulement en série dans le circuit des ba- lais secondaires 5 et 6 pour lui faire   produire 11   12 ampère-tours en sens in- verse de la réaction d'induit secondaire, on crée dans la machine un flux tétrapolaire symétrique correspondant à un nombre total d'ampère-tours magné- tisants égal à N/8 I2.

   Ces ampère-tours magnétisants se décomposent en N/16 I2 ampère-tours, représentés par exemple par Aa (Fig. 4) qui excitent la demi- machine X et en N/16 I2 ampère -tours représentés par Bb qui excitent la demi- machine Y. 16 
Dans l'exemple représenté ce flux additionnel doit renforcer le flux de référence pour permettre à la tension d'atteindre la valeur Uo, ce qui   entraîne   aussitôt une diminution correspondante des courants Il et I2 qui ramène la tension à sa valeur normale., 
Si on charge la machine., celle-ci débite un courant de charge dont le sens dans les conducteurs d'induit est indiqué en I3.Du fait de l'ap- plication de la charge la tension a tendance   à   baisserce qui entraîne aus- sitôt une augmentation correspondante des courants Il et I2 qui ramène la tension à sa valeur normale. 



   D'une manière générale toute variation de vitesse ou de charge modifie automatiquement le flux résultant de la machine de manière à mainte- nir la tension à une valeur pratiquement   constante.   



   On notera que pour rendre les ampère-tours additionnels de l'en roulement 23 indépendants du courant 13 il suffit que la borne 22 soit re- liée à la connexion 21 en un point 24 qui divise l'enroulement 23 en deux sections sensiblement égales; en conséquence les courants des balais 5 et 6 qui ont respectivement pour valeur I2 = I3/2 - I2 et IQ = I3/2 + I2, produi- sent dans les deux sections de l'enroulement 23 des excitations qui sajou- tent vis-à-vis de la composante I2, et qui se neutralisent vis à vis de la 

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 composante I3. 



   Pour ajuster la tension il suffit de modifier en conséquence le niveau du flux de référence soit au moyen des dispositifs magnétiques dé- crits à l'aide de la Fige 3; soit au moyen d'un rhéostat 25 permettant de faire varier la résistance du circuit de l'enroulement de commande   9.   



   Lorsque les courbes   #X   et   #Y   ont des inclinaisons différentes,, il suffira pour maintenir une distribution de flux symétrique, que les ampère- tours additionnels qui excitent les deux demi-machines X et Y soient dans le rapport inverse des inclinaisons de ces courbes. Avec des courbes divergen- tes telles que   #x   et   #Y1   on augmentera les ampère-tours additionnels qui ex- citent la demi-machine Y, par exemple en shuntant le circuit secondaire d'in- , duit à l'aide d'une résistance 26 de façon à augmenter dans l'induit le cou- rant de circulation I2 et par suite les ampère-tours de réaction d'induit se- condaire.

   Avec des courbes convergentes telles que   #X   et   #Y2   il suffira d'ac- croître convenablement le nombre de spires de l'enroulement 230 
Comme on l'a vu ci-dessus les balais 5 et 6 sont inégalement chargés du fait de la présence du courant de circulation I2. Une réduction du déséquilibre des charges de ces balais peut être obtenue en augmentant le nombre des spires qui excitent le.flux additionnel par le courant ce qui entraîne une réduction correspondante du courant de circulation I2. 



   Cette disposition est illustrée à la Fig. 6, dans laquelle, de même que dans les Figs. 7 et 8, on a conservé le même sens de rotation et la même distribution de courants d'induit que dans la Fige 5. Comme repré- senté sur cette Fig., la machine comprend en outre des enroulements auxi- liaires   27,   28 et 29, 30 disposés par paires sur les pôles Z et Q, les en- roulements de chaque paire étant parcourus respectivement par les courants IZ et IQ de manière à agir cumulativement   vis-à-vis   du courant de circula- tion I2 et   différentiellement     vis-à-vis   du courant de charge I3. 



   Afin de réduire l'importance du courant de circulation I2, en particulier au moment   où   la machine s'amorce, on peut aussi prévoir dans la machine des enroulements shunts normaux,, disposés par exemple sur les pôles Z et Q, comme représenté en 31 et 32. 



   Dans le cas où l'on désire faire fonctionner plusieurs machines en parallèle on réalisera l'égalisation des charges en prévoyant sur cel- les-ci des enroulements d'équilibre analogues à ceux qui   équipent   les régu- lateurs de tension des génératrices couplées en parallèle. Un tel enroule- ment d'équilibre devra agir le long de   1-'axe     XY   du flux de déséquilibre initial et pour cela sera par exemple disposé sur le   pale   Y comme représen- té en 33. Le mode de connection de cet enroulement dans le circuit d'équi- libre des génératrices couplées en parallèle est bien connu dans l'art et pour cela n'a pas été représentée 
Afin d'assurer une commutation satisfaisante, la machine peut être prévue avec des pôles de commutation.

   Le courant Il étant petit devant les courants I2 et I3, il suffit en général pour assurer une bonne commuta;- tion que le flux auxiliaire de commutation ne dépende que des courants ± et I3. Pour cela les pôles auxiliaires   P,   R, S et T sont munis d'enroule- ments 34, 35, 36 et 37 (Fig.

   6) excités par les mêmes courants que ceux qui excitent les conducteurs d'induit se trouvant sous le pôle auxiliaire con- sidéré,   c'est-à-dire   par IZ dans le cas des enroulements 34 et 36 et par IQ dans le cas des enroulements 35 et   37.   Chacun de ces enroulements aura un nombre de spires égal à N multiplié par un coefficient pratique K supé- 
16 

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 rieur à   l'unité,   afin que les ampère-tours qu'il produit excèdent les am- père-tours d'induit correspondants de la quantité nécessaire à l'établisse- ment du flux auxiliaire de commutation. 



   La Fig. 7 représente une variante de la machine précédente, dans laquelle un seul enroulement 38 remplit les fonctions de l'enroulement com-   pensateur-excitateur   23 et des enroulements de commutation   34   et   37.   En se reportant à la Fig. précédente on note en effet que l'enroulement 34 et la section de l'enroulement 23 qui sont parcourus par le courant IZ produisent des ampère-tours de même sens par rapport à l'induit et qu'il en est de même pour l'enroulement 37 et l'autre section de l'enroulement 23 qui sont   parcou-   rus par le courant IQ.

   Il est donc possible de remplacer ces trois enroule- ments par un enroulement unique 38 comprenant une section bobinée autour des pôles X et P et une section bobinée autour des   p8les     X   et T, chacune de ces sections recevant K   N   spires. On compensera l'augmentation résultante des 
16 ampère-tours additionnels des pôle X en prévoyant une convergence suffisante entre les courbes   #X et #Y,   ou si cela est nécessaire en produisant dans le,. pôle Y une excitation complémentaire à l'aide d'enroulements 27 et 28   (Fig.6)   ou à l'aide d'une résistance de   shuntage   26   (Figo   5).

   Une telle disposition procure une économie appréciable de cuivre, en particulier dans les machines dont la longueur est supérieure au diamètres 
En ce qui concerne la structure du pèle X dans le cas où la ma- chine comporte des pôles de commutation, il est important de noter que l'on peut avantageusement se servir des pôles de commutation P et T pour remplir la fonction du shunt magnétique 11   vis-à-vis   du noyau saturé 7. Il est toute- fois nécessaire de prévoir les pôles P et T avec une section de fer   suffisan-   te pour le passage du flux additionnel. Cette disposition est particulière- ment bien adaptée à l'emploi de l'enroulement 38. 



   Dans les exemples qui viennent d'être décrits la fonction du cou-   rant de circulation primaire I1 consiste à exciter les conducteurs d'induit pour produire par effet de réaction d'induit un flux de déséquilibre entre les   pôles Z et Qo On peut aussi utiliser ce courant de circulation pour exciter un circuit inducteur connecté en série dans la connexion 19 des balais primai- res 3 et 4 et disposé de manière à renforcer le flux de réaction d'induit primaire afin d'augmenter la sensibilité de la machine. La Fig. 8 illustre l'utilisation d'un tel circuit inducteur dans une machine suivant l'inven- tion.

   Ce circuit inducteur présente la particularité   d'étre   constitué par un enroulement unique 41 disposé sur celui des pôles Z et Q, dans lequel la composante de flux de réaction d'induit primaire et la composante de flux additionnel due au courant I2 sont de même sens, c'est-à-dire en fait le pôle Q, de sorte que l'enroulement 41 renforce à la fois ces deux composantes. 



  Pour rendre les ampère-tours de l'enroulement 41 indépendants du courants I3 il suffira de connecter la borne 20 à la connexion 19 en un point 42 qui   di-   vise l'enroulement   41   en deux sections ayant sensiblement le même nombre de spires. 



   Dans les exemples précédents, la machine assure la régulation d'une condition variable . qui lui est propre, en l' occurrence, la tension qu'elle fournit. 



   On va maintenant décrire une machine basée sur le même principe, mais agencée pour fonctionner en excitatrice pour réguler une condition   va-   riable d'un système indépendant. Pour cela'on excitera le flux de référence de l'excitatrice sous la dépendance de la condition à réguler et on   contra-   lera le système à   1-'aide   du courant de circulation secondaire de Pexcitatri- ce. Pour assurer la rotation de l'excitatrice, on pourra par exemple la   fai-   re fonctionner en moteur indépendante ou l'entraîner à   l'aide'     d'une   source convenable de puissance mécanique. 

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   La Fig. 9 illustre l'application   d'une   telle excitatrice, à la régulation de tension d'une génératrice, Celle-ci sera représentée schéma- tiquement par son induit 43 connecté à deux bornes de sortie 44 et 45, et un circuit inducteur 46.L'excitatrice comporte un circuit magnétique identi- que à celui de la Fig. 1, que l'on a matérialisé par les axes X,   Y,   Z et   Q   et un induit 2 comportant deux balais primaires 3 et 4 et deux balais   secon-   daires 5 et 6.Le circuit inducteur 46 dont une extrémité est reliée par exemple à la borne 45 de la génératrice est connecté en série dans le cir- cuit des balais secondaires;

   pour cela le balais secondaire 5 est relié à l'autre extrémité du circuit inducteur   46,   tandis que le balai 6 est relié à la borne 45.Les balais primaires 3 et 4 sont   interconnectés   par une con- nexion 19 reliée elle-même à la borne 44. Les enroulements 8 et 9 des pô- les X et Y sont alimentés sous la tension de la'génératrice pour créer dans l'excitatrice un flux de référence indiqué par les flèches portées sur les axes polaireso La génératrice étant entraînée en rotation s'amorce sous l'in- fluence de son magnétisme rémanent et 1-'excitatrice, dont les enroulements 8 et 9 et l'induit sont soumis à la tension croissante de la génératrice, démarre dans le sens de la flèche;

   on notera que le courant total I3 entrant par les balais 3 et 4 est la somme du courant Iex qui sort du balai 5 et du    courant iM qui sort du balai 60 Le courant I constitue le courant d'excitation de la génératrice, tandis que le courant Im représente le courant né-   cessaire à la marche en moteur de l'excitatrice. Aussi longtemps que la ten- sion de la génératrice n'a pas atteint sa valeur normale correspondant à léquilibre du flux de référence, il existe entre les balais 3 et 4 un cou- rant de circulation primaire Il qui à son tour crée entre les balais 5 et 6 un courant de circulation secondaire I2 qui renforce le courant Iex. On   notera à ce propos que le courant Iex a pour valeur I3 + I2, tandis que le courant Im a pour valeur I3 - I2.

   La tension atteint ainsi sa valeur normale   et s'y maintient suivant le processus de régulation déjà décrit. Dans le cas présent, le flux de réaction d'induit secondaire n'est pas utile au fonction- nement de   1-'excitatrice,,   On pourra le neutraliser à   1-laide   d'enroulements de compensation disposés dans le circuit des balais secondaires. Par ailleurs il est avantageux d'utiliser le courant I3 pour compounder   l'excitatrice   afin d'augmenter son couple de démarrage.

   Ces deux effets de compensation et de compoundage peuvent être obtenus à l'aide de deux enroulements 47 et   48   par- courus par les courants Iex et Im et disposés sur les   pales   X et Y de manière à produire une composante de flux bipolaire proportionnelle au courant I2 et dirigée en sens inverse du flux de réaction d'induit secondaire et une compo- sante de flux tétrapolaire additionnelle proportionnelle au courant I3 et di- rigée dans le même sens que le flux de référence. 



   Dans le cas où plusieurs génératrices doivent fonctionner en pa- rallèle, leurs excitatrices respectives seront prévues avec un enroulement d'équilibre 33. 



   Dans les divers modes de réalisation que l'on vient de décrire on a supposé que les ampère-tours des divers enroulements ou paires d'enrou-   lements   étaient rendus indépendants du courant de charge.   I1   est important de noter toutefois que dans certaines applications il est avantageux de créer dans la machine une ou plusieurs excitations proportionnelles au courant de charge et agissant sur l'un ou les deux axes de réaction   d'induit.   II   suffi-*   ra pour cela de prévoir des enroulements supplémentaires parcourus par le courant de charge ou de modifier le rapport entre les nombres de spires de deux enroulements ou des sections   d'un.   même enroulement. 



   En ce qui concerne la réalisation de la masse X on notera que le noyau saturé de cette masse peut être constitué par un aimant permanent ce qui permet de réduire ou supprimer 1-'enroule-ment de saturation. 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 



   Il est également précisé que   l'invention   s'applique aussi bien aux cas   où   l'on veut réaliser une régulation de courant de vitesse ou tout autre condition variable. 



   Naturellement   l'invention     n'est   nullement limitée aux formes de réalisation représentées qui   n'ont   été données qu'à titre d'exemples, mais s'étend également à toutes les formes de réalisation équivalentes qu'il est possible de réaliser dans une machine ayant quatre   polos   ou plus en   s'in-   spirant des principes exposés ci-dessus. 



    REVENDICATIONS.  

Claims (1)

  1. 1 - Machine à courant continu régulatrice comportant un circuit magnétique multipolaire dans lequel un premier pèle est agencé pour produire un flux sensiblement constant tandis qu'un second pale de même polarité est agencé pour produire sous la dépendance d'une condition variable à réguler, un flux susceptible de varier de part et d'autre de la valeur du flux sen- s iblement constant précité, de sorte que ces deux p8les ont des flux égaux pour une valeur définie de la condition variable et que tout écart de celle- ci par rapport à ladite valeur définie produit entre ces deux pôles un flux de déséquilibre proportionnel à cet écart, lequel flux de déséquilibre est utilisé pour commander la condition variable de manière à s'opposer à ses variations,
    le premier pôle précité comprenant un -noyau normalement excité à saturation et un shunt magnétique formant circuit magnétique dérivé vis à vis de ce noyau pour permettre le passage dans ce pôle d'un flux additionnel variable superposable au flux sensiblement constant produit par ce même pôle sous l'influence du noyau saturée 2 - Machine suivant la revendication 1, comportant une carcasse avec deux pôles d'une polarité et deux pôles d'une autre polarité et un in- duit avec deux balais équipolaires primaires associés aux deux premiers pôles et deux balais équipolaires secondaires associés aux deux autres pôles, un premier pôle d'une polarité comprenant un noyau normalement excité à satura- tion et un shunt magnétique associé à ce noyau,
    tandis que le second pôle de marne polarité est excité sous la dépendance de la condition variable à réguler pour produire un flux variable, les réluctances du noyau et du shunt magnétique étant dimensionnées de façon que la valeur du flux sensiblement constant produit par ce pôle sous 1-'influence du noyau saturé se trouve dans le domaine de flux variable du second pôle, de sorte que le flux tétrapolai- re, ou flux de référence, produit par ces deux pôles ainsi excitée à une distribution symétrique pour une valeur définie de la condition variable et que tout écart de cette dernière par rapport à cette valeur définie produit entre ces deux pôles un flux de déséquilibre proportionnel à cet écart.
    3 - Machine suivant les revendications 1 et 2 dans laquelle le shunt magnétique est disposé entre l'induit et la carcasse en position ad- jacente au noyau saturé, 4 - Machine suivant les revendications 1 et 2, prévue pour ré- guler une condition de fonctionnement propre à la machine, dans laquelle l'un au moins des courants de circulation primaire et secondaire produits en- tre balais équipolaires sous l'influence du flux de déséquilibre est utilisé pour produire le flux additionnel précité pour faire varier le flux princi- pal de la machine de manlère à réduire le flux de déséquilibre 5 - Machine suivant les revendications 3 et 4, prévue pour fonc- tionner en génératrice à tension régulée et comportant pour celà deux bor- nes respectivement reliées aux deux connections de balais,
    dans laquelle le flux additionnel est produit sous la dépendance du courant de circulation se- condaire produit par réaction d'induit primaire, et au moyen d'un enroule- ment de compensation-excitation, connecté en série dans la. connexion des balais secondaires de manière à être excité par le courant de circulation secondaire et disposé sur le premier le précité pour agir en sens inverse de la réaction d'induit secondaire. <Desc/Clms Page number 10>
    6 = Machine suivant la revendication 5, comprenant un enroulement auxiliaire connecté en série dans la connexion des balais primaires de maniè- re à être excité par le courant de circulation primaire et disposé sur celui des deux pôles de l'autre polarité,, dans lequel le flux de réaction d9induit primaire et le flux additionnel sont de même sens!) de sorte que cet enroule- ment renforce à la fois ces deux flux.
    7 - Machine suivant 1'une des revendications 5 et, ou,, 6 dans la- quelle les bornes de la machine sont reliées à leurs connexions de balais respectives en un point qui divise l'enroulement de compensation-excitation et, ou 1?enroulement auxiliaire en deux sectionso 8 - Machine suivant la revendication 7,
    comprenant des enroule- ments auxiliaires connectés symétriquement en série dans la connexion des ba- lais secondaires de manière à être excités par le courant de circulation se- condaire et disposés de manière à renforcer le flux additionnelo 9 - Machine suivant l'une quelconque des revendications 5 à 89 comprenant quatre pôles de commutation et quatre enroulements de commutation connectés symétriquement en série dans la connexion des balais secondaires et disposés de manière à produire un ehamp de commutation proportionnel au courant de circulation secondaire et au courant de charge de la machine.
    10 - Machine suivant 1?une quelconque des revendications 5 à 8, comprenant quatre pôles de commutation., 19 enroulement de compensation=exci= tation ayant une section bobinée autour du premier pôle précité et d9un pôle de commutation voisin et l'autre section bobinée autour du même premier pôle et de 1?autre pôle de commutation voisin, les deux autres pôles de commuta- tion étant munis respectivement de deux enroulements de commutation connectés symétriquement....en série dans la connexion des balais secondaires,
    ces enrou- lements de commutation et l'enroulement de compensation-excitation étant disposés de manière à produire un champ de commutation proportionnel au cou- rant de circulation secondaire et au courant de charge de la ma.ehineo 11 - Machine suivant les revendications 1 et 2 fonctionnant en excitatrice pour commander l'excitation d'une génératrice afin de réguler la tension de celle-ci, dans laquelle le circuit d'excitation de la génératrice est connecté en série dans la connexion des balais secondaires de façon à être commandé par le courant de circulation secondaire!) la tension de la gé- nératrice étant appliquée entre les connexions des balais primaires et se- afin d'assurer l'entraônement de l'excitatrice en moteur.
    12 - Machine suivant la revendication 11, comprenant deux enrou- lements connectés en série dans la connexion des balais secondaires de part et d'autre de l'induit et disposés respectivement sur le premier et le se- cond pôle de manière à produire un flux proportionnel au courant ,de circu- lation secondaire pour compenser la réaction d'induit secondaire et un flux additionnel proportionnel au courant de charge de 1?excitatrice pour com- pounder celle-ci.
    13 - Machine suivant 1?une quelconque des revendications 2 à 129 dans laquelle le second pôle précité est excité à !.!laide d'un enroulement de commande disposé sur ce pôle et alimentésous la dépendance de la condi- tion à réguler.
    14 - Machine suivant l'une quelconque des revendications 2 à 13, dans laquelle le noyau du premier pôle précité est excité à !.!laide d'un enroulement de saturation disposé sur ce noyau et alimenté sous la dépen- dance de la condition à réguler.
    15 - Machine suivant 1?une quelconque des revendications 2 à 14, dans laquelle le shunt magnétique comporte un entrefer.
    16 - Machine suivant la revendication 15, comportant un disposi- tif magnétique pour régler la réluctance de cet entrefer.
    17 - Machine suivant l'une quelconque des revendications 2 à 16, dans laquelle le noyau saturé comprend un dispositif magnétique pour régler sa réluctance. <Desc/Clms Page number 11>
    18 - Machine suivant l'une quelconque des revendications 5 à 179 comportant un enroulement d'équilibre destiné à assurer une répartition con- venable des charges de plusieurs génératrices fonctionnant en parallèle.
    19 - Machine en substance comme décrite et représentéeo
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