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ï.*&!& àïaïte9aa:r 490c *É638±±âa;é à *tr-e accouplé à une machine motrice à vitesse largement variable, comme on en utilis sur les véhicules ou les avions et dont la vitesse peut varier dans des proportions de 1 à 3 et même de 1 à 4.
L'alternateur de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison deux machines à induction poly- phasées dont les rotors sont calés sur l'arbre de commande, les enroulements de rotor étant connectés entre eux en étoile tandis que les enroulements de stator sont reliés en série, les
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extrémités libres de l'enroulement de stator de la première machine sont reliées en étoile, les extrémités libres de l'en- roulement de stator de la seconde machine sont reliées au réseau, la tension et la fréquence de réseau sont commandées par une source à fréquence constante de faible débit, le courant magnéti- sant de l'alternateur est fourni par l'intermédiaire d'un trans- formateur saturé commandé par des systèmes Ferrari disposés entre l'alternateur et le transformateur saturé,
l'axe de symétrie de l'enroulement de stator de la première machine est décalé d'un angle déterminé par rapport à l'axe de l'enroulement du second stator, et le premier stator est pourvu d'un enroulement de pré- saturation alimenté par une génératrice-tachymètre montée sur l'arbre de commande qui débite une tension proportionnelle à la vitesse du rotor et par le réseau qui débite sa-tension propre en opposition à la tension du tachymètre.
Une forme d'exécution de l'invention est représentée, à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est unschéma de connexion élémentaire de l'alternateur de l'invention.
La figure 2 montre un détail de construction, et la figure 3 est un diagramme vectoriel de l'alternateur.
Comme la figure 1 le montre, l'alternateur comprend deux machines à induction G1 et G2, de préférence de mêmes dimen- sions. Leurs rotors sont calés sur un arbre entraîné par une machine motrice 30 à vitesse variable. Les enroulements de rotor 3 et 4 sont reliés entre eux en étoile.- Les enroulements de stator 5 et 9 sont reliés en série, avec l'enroulement 9 en étoile et les extrémités libres de l'enroulement 5 reliées à la ligne de l'impédance de charge Z. Le stator de la machine G1 peut tourner par rapport au stator de la machine G2, de manière que le champ inducteur de l'enroulement 9 puisse être décalé par rapport au champ inducteur de l'enroulement 5. Un enroulement de
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présaturation 10 est prévu dans le stator de la machine G1.
L'enroulement secondaire 7 d'un transformateur saturé
T2 est connecté à la ligne, en parallèle avec l'alternateur.
L'enroulement primaire 6 est connecté à une batterie de condensa- teurs C. Le rapport de transformation peut être varié à l'aide d'un enroulement de saturation 8.
La tension et la fréquence de ligne sont maintenues constantes au moyen d'une source de fréquence 1 à faible débit.
La tension de la source est appliquée à l'alternateur par l'in- termédiaire d'un transformateur saturé T1 à enroulement primaire
12 et enroulement secondaire 2. Le rapport de transformation est réglable à l'aide d'un enroulement de saturation 11.
Un mesureur de phase 20, 21 estplacé entre l'alterna- teur et le transformateur T2. Dans l'exemple donné, on utilise un phasemètre diphasé Ferraris. Celui-ci entraîne le curseur d'un potentiomètre circulaire 19 mis en série avec l'enroulement de saturation 8 du transformateur T2 et une résistance de réglage
18. Le circuit de l'enroulement 8 reçoit son courant de la ligne par l'intermédiaire d'un redresseur 14. L'enroulement 11 est ali- menté par le même redresseur 14, par l'intermédiaire d'une résis- tance de réglage 17 qui sert à régLer le niveau de tension de la 'ligne.
Une petite génératrice tachymètre synchrone 16 est calée sur l'arbre de l'alternateur. Son enroulement de stator est relié par l'intermédiaire d'un redresseur 13, à un enroulement de satu- ration 10. La tension redressée de la génératrice tachymètre et la tension redressée de ligne agissent, en série et en opposition, sur l'enroulement 10, le courant dans le circuit étant réglé à l'aide d'une résistance variable 15.
Comme la figure 2 le montre, l'enroulement de saturation 10 de la machine G1 est logé dans des encoches 52 pratiquées dans le stator, radialement à l'extérieur des encoches 51 contenant
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l'enroulement de stator 9. Les encoches 52, de forme rectangulaire, sont réparties suivant un pas double de celui des encoches 51.
Chaque encoche 52 contient une bobine de l'enroulement 10, chaque bobine étant enroulée sur un noyau 53. Ces noyaux consistent en tôles d'acier pour transformateur s'étendant axialement dans l'en- coche 52 sur toute la longueur du' stator. Les noyaux 53 ont la largeur des vides 55 entre deux encoches 52 et ont le double de la largeur d'un vide entre une encoche 51 et une encoche 52. De cette manière, les chemins magnétiques suivis par le flux du stator dans le noyau 50 sont également saturés par l'enroulement 10 qui a une influence sur la self-induction de l'enroulement 9.
Le fonctionnement de l'alternateur est conforme au diagramme vectoriel de la figure 3 et est exposé ci-après.
E5 est la tension induite dans l'enroulement 5, E9 la tension induite dans l'enroulement 9, E5 et E9 étant en phase.
La somme de E5 et de E9. est la tension totale induite de l'alterna- teur. Les chutes de tension par pertes résistives et par ré- actances de fuite dans les enroulements 5 et 9 sont respectivement I5. Rs et I5Xs.
Rs et Xs sont les sommes des valeurs des machines G1 et G2. La tension de ligne E est obtenue en soustrayant ces chutes de tension de stator de la tension induite de stator.
A la figure 3, le courant de charge est supposé en phase avec la tension de ligne. En ajoutant au courant de charge le courant magnétisant I et les pertes dans le fer Iv, on obtient le courant I5 de l'alternateur.
Le courant de rotor I4 est égal et opposé à la somme du courant de charge I et des pertes dans le fer Iv. Là chute de tension par résistance dans le rotor est égale à I4.Rr et celle par réactance de fuite égale à I4.Xr. R.- et X sont les sommes r r r des valeurs des machines G1 et G2. La tension de rotor E4 induite dans la machine G2 est en opposition avec la tension de stator E5.
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La tension de rotor E3 induite dans la machiné G1 est en opposition avec la tension de stator Eg, mais déphasée de l'angle Ó par décalage mécanique du stator G1 par rapport au stator G2 de l'an- gle voulu. L'angle d et l'amplitude de E9 doivent être réglés de façon que la somme de E3 et de E4 soit égale à la somme des chutes de tension de rotor I4.Rr+ I4.Xr. La chute de tension due à la réactance de fuite de rotor I4.Xr et les tensions induites de rotor E3, E4 sont proportionnelles à la vitesse sursynchrone de l'alternateur. La chute de tension par résistance de rotor I4.Rr ne varie que dans d'étroites limites quand la vitesse sursynchrone varie. A des vitesses faiblement sursynchrones, 1$angle 0( et l'am- plitude de E3 doivent être fortement variés.
A des vitesses sur- synchrones plus élevées, l'angle Ó reste pratiquement constant et il suffit de varier un peu l'amplitude de Er,respectivement E9, à l'aide de l'enroulement de saturation 10.
L'alternateur doit donc être calculé de façon que la gamme de vitesses faibles dans laquelle l'angle ci varie fortement, ne constitue que quelques pour cent de la gamme de vitesses totale. Au-dessus de cette petite gamme de vitesses faibles, l'angle d reste constant et la tension E9 varie automatiquement sous l'effet de l'enroulement de saturation 10 qui est commandé par la différence de tension entre la tension de ligne venant du redresseur 14 et la tension tachymétrique venant du redresseur 13.
Le courant est amené à sa juste valeur dans le circuit au moyen de la résistance variable 15.
La tension de ligne se règle au moyen de l'enroulement de saturation 11 du transformateur T1 et la résistance 15. La tension E5 de la machine G2 est la différence entre la tension de ligne et la tension E9.
Les appareils Ferraris 20, 21 sont couplés mécaniquement au potentiomètre circulaire 19 de telle façon que, lorsque la charge Z est inductive, une plus grande partie de la résistance 19
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soit en circuit que dans le cas d'une charge Z purement résistive, et, lorsque la charge Z est capacitive, une plus petite partie de la résistance 19 soit en circuit que dans le cas d'une charge Z purement résistive. Dans le cas d'une charge purement résistive, le courant de l'enroulement de saturation 8 est réglé à l'aide de la résistance 18 de telle façon que le transformateur T2 ne débite que le courant magnétisant de l'alternateur provenant de la batterie de condensateurs C.
L'alternateur ne comporte aucun contact à frottement, comme des collecteurs ou des bagues, et il supporte aisément les charges. Son poids n'est pas supérieur à celui d'une géné- ratrice asynchrone avec commutatrice auxiliaire.
Un réglage précis de la tension de ligne est obtenu en commandant la résistance 17 par un régulateur- de tension or- dinaire.
Le schéma de l'alternateur décrit peut être varié dans le cadre de la présente invention.
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