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On sait que l'utilisation des machines à courant alternatif, notamment des alternateurs à auto-excitation par circuit oscillant, est d'autant plus basse que le nombre d'encoche par pôle et par phase, dans lesquelles sont placés les conducteurs en série formant une seule phase, est plus élevé. En effet, l'énergie magnetique de la self-induction du circuit oscillant d'excitation est réduite, par rapport à celle des enroulements avec une seule encoche par pôle et par phase, dans le même rapport que la longueur de la corde à la longueur de l'arc du diagramme circulaire des potentiels des conducteurs en série.
D'autre part, dans une construction à une seule encoche par pôle et par phase, la distribution de l'enroulement du circuit oscillant aurait comme conséquence un montage à plus de trois phases, c'est-à-dire un montage polyphasé, et il en résulterait un accroissement du nombre des capacités.
La présente invention a pour objet une machine électrique du genre susmentionné, dans laquelle les capacités sont formées par des montages particuliers de condensateurs, ces montages étant couplés aux self-induction: des enroulements'd'excitation. Grâce à ces montages on obtient l'utilisation maximum des capacités et, des self-inductions, et, par conséquent, un accroissement notable de la puissance spécifique de la machine. Un autre avantage consise en ce que l'utilisation des condensateurs et des capacités du circuit oscillant est également amélioré.
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Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, sept fotes d'exécution de l'objet de l'invention, représentées sur les figs 1 à 7.
La fig. 1 représente schématiquement, sons ferme (.o diagramme vectoriel, deux enroulements triphasés 1 (l', 1", 1'') et (2,2 2"')écalés de 30 électriques entre eux. Les trois phases couplées @ 1', 1"" de noroulement 1, de même que les trois phases non couj.lées 2' 2", 2'" de l'enroulement 2, sont décalées de 120 entre elles. Cela signifie qu'il y a deux encoches par pôle et par phase.
Les capacités sant disposées en trois groupes 3, 4 ei. 5, dont chacun est constitué par quatre condensaterus Cd couplés en pot A chacun des groupes 3, 4 et 5 sont reliées deux phases de l'enroulement. La phase 1" de l'enroulement couplé 1, dont le point neutre est désigné par le chiffre 6, est connectée à deux sommets diamétralement opposés du pont formé par les condensateurs Cd de la capacité 3. La phase 2' de l'enroulement non couplé 2 est connectés aux autres sommets diamétralement opposés de la même capacité La phase 2' de l' enroulement non couplé 2 est- décalée de 90 per rapport à la phase 1" de l'enroulement couplé 1.
Il s'ensuit que les tensions des phases
1" et 2' sont également décalées de 90 et produisent dans ces phases et dans les côtés correspondants du pont de la capacité 3 des courants décalé. de 90
Si l'on désigne par U la tension de phase dans chaque enroulement 1 et 2, la tensionaux bornes de chaque condens cur Cd de la capacité 3 a la valeur U2/2 Il en est de même de la répartition des courants de phase dans les branches du pont de la capacité 3, mais, comme dans le cas de tous les condensateurs, les courants sont décalés de 90 par rapport aux tensions respectives.
Grâce à ce montage de la capacité 3, constituée par le pont de condensateurs Cd, et grâce à la connexion avec les deux phases 1" et 2', l'utilisation de la capacité 3 est accrue d'un facteur '2 par rapport à l'utilisation normale. De même, les self-inductions du circuit oscillant, formées par les phases 1" et 2', sont utilisées plus avantageusement que dans le cas de la connexion en série de plusieurs éléments d'enroulement présentant des angles de phase différents, ces avantages étant dus non seulement à un facteur de denture plus favorable, mais surtout au fait que le passage du flux dans les dents est aussi amélioré.
La capacité 4 est monté de la même manière que la capacité 3 et elle est reliée aux phases 1"' et 2"t connectées aux sommets diamétralement opposés
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du pont de la capacité 4 Ed nême la capacité 5 est connectée aux phaux l'et 2"' , ces.dernières ayant le même effet que les phases 1" et 2' avec la capacité 3, sauf' que leur décalage est différ at
Les phases 1' 1", 1"'et 2', 2", 2"'peuvent être parcourues non seulement par les courants d'excitation mais aussi par les courants de charge.
Il est souvent nécessaire, cependant, d'employer un ou plusieurs enroaluments de charge auxiliaires, couplés au circuit d'excitation. Dans ce cas, il convient, toutefois, que ces enroulements de charge, non représentés au dessi scient couplés en tringle ou en polygone. En employant de tels enroulements auxiliaires, on évite que les harmoniques de rang supérieur puissent agir sur le circuit oscillant d' excitation. Ces harmoniques provoquent dans le fer des self-inductions L des enroulements 1 et 2 des pertes supplémentaires et dans les diélectriques des capacités 3, 4 et 5 des courants de déplace- ment plus élevés, qui se traduisent aussi par des pertes plus élevées.
Afin d'éviter cet inconvénient, on peut aussi coupler en triangle l'enroulement triphasé 1 comprenant les phases 1', 1" et 1"', ainsi qu'il est montré à la fig. 2. Ce montage non seulement n'a aucun effet défavorable sur le circuit oscillant, mais il présente au contraire l'avantage que l'enroulement 1, couplé en triangle, peut servir en même temps comme enroule- ment de charge et comme enroulement de travail, les autres caractéristiques du circuit d'excitation étant par ailleurs semblables à celles de la machine de la fig. 1, décrite précédemment.
Les figs. 3 et 4 représentent schématiquement d'autres formes d'exé- cution de la machine faixant l'objet de l'invention. Les angles de phase et la disposition des conducteurs de phase 1' à 1" et 2' à 2"' sont les mortes que ceux de l'exemple de la fig. 1. Il en est de même pour le nombre d'encoches par pôle et par phase. La seule différence consiste en ce que chacune des phases 1' à 1"" et 2' à 2"t est formée de deux moitiés couplées galvaniquem On obtient ainsi douze moitiés de phases, qui forment six paries de phases. Ces moitiés sont décalées entre elles de 180 et consti- tuent les self-inductions des circuits oscillants.
Les capacités sont formées de douze condensateurs, désignés par les chiffres 7 à 18 sur les figs. 3 et 4, ces condensateurs étant connectés entre eux de Manière à former un pont polygonal. Aux sommets de ce pont polygonal n. doex côtés sont connectés, suivant leur angle de phase respectif, les
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conducteurs de phase 1' à 1"' et 2' à 2"', de srte que la différence de phase entre deux de ces conducteurs adjacents est de 20
Dans l'exemple de la fig. 3 des conducteurs de phase 1'à 1"' et
2' à 2"' ne sont pas couplés ent c. eux, tandis que dans le cas de la fig.1 ces conducteurs sont reliés à un soint neutre commun 6
Dans les formes d'exécution représentées sur les figs.
3 et 4, la machine' faisant l'objet de l'invention peut être égalenent pourvue d'un en- roulement secondaire deviné pour les courants cie charge. La charge peut être aussi appliquée directement aux conducteurs de phase l' à 1"' et 2' à 2"'. Il convient en outre que l'enroulement de charge, non représenté, soit formé comme un enroulement auxiliaire décrit plus haut, afin d'éliminer les harmoniques.
La fig 5 représente schémaitquem une autre forme d'exécution de la machine de l'invention. Ici, les conducteurs de phase 1' à 1"' et 2" à
2111 sont encore formés de deux moitiés chacun, ces moitiés étant reliées entre elles de manière à former un polygone de douze côtés. A chaque paire de sommets diamétralement opposés de ce polygone sont connectées les capacités, qui, dans les cas représenté à la fig 5, sont constituées chacune par deux condensateurs en série, désignés par les chiffres 19 à 30.
Le montage en série des condensateurs n'est toutefois pas indispensable, puisque les capacités pourraient tout aussi bien être constituées par un seul condensateur ou plusieurs condensateurs en parallèle. En outre, les six capacités formées par les paires de condensateurs 19 à 30 peuvent être couplées entre elles, en reliant tous les points de connexion des condensa- teurs de chaque paire.
Dans l'exemple représenté à la fig. 6, la self-induction du circuit oscillant comprend les conducteurs de phase 1 à 1"' et 2' à 2", reliés entre cue de manière à former un montage hexagonal. La capacité est connectée aux sommets de cet hexagone. Dans le cas de la fig. 6, cette capacité est constituée par six condensateurs, 31 à 36, dont chacun est shunte sur un des conducteurs de phase 1' à 1"' et 2' à 2"'. Ce montage est parti- culièrement avantageux pour l'élimination des harmoniques. Dans ce cas également l'enroulement du circuit oscillant peut être utilisé comme enroule-- ment de charge.
Afin de répartir symétriquement la charge sur les six cir- cuits oscillants, formés par les conducteurs de phase 1' à 1"' et 2t à 2"'
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shuntés par les condensateurs 31 à 36, il convient, de prévoir un enroule- ment particulier de charge, biphasé ou êtriphasé, non représente sur le dessin
Cet enroulement de charge doit,être couplé avec tous les six conducteurs de phase 1' à 1"' et 2' à 2"',
Dans toutes les formes d'exécution décrites jusqu'ici, l'amorçage et le maintien de l'auto-excitation du circuit oscillant s'effectuent par effet de la résonce de courant, à cause du montage en parallèle de la self-induction et de la capacité de circuit oscillant.
Dans les machines, dont la vitesse angulaire est à peu près constante, ce montage a l'avantage de permettre d'obtenir aux bornes de la machine des variations de tension presque négligeables, entre la marche à vide et la marche en pleine charge, si la self-induction est presque saturée. Si la machine est entraînée par un moteur à vitesse fortement variable, le montage en parallèle du circuit oscillant ne peut plus être utilisé, puisque, ainsi qu'il est connu, la courbe de résonance des circuits oscillants en parallèle présente une pointe très prononcée.
La fig. 7 montre schématiquement une forme de réalisation de l'objet de l'invention qui permet de maintenir la résonance du circuit oscillant d'auto-excitation même lorsque la machine est entraînée à des vitesses variables. Dans le cas représenté, les trois enroulements déphasé 37, 38 et 39 forment les self-inductions du circuit oscillant. Les capacités 40, 41 et 42 sont shuntées sur les enroulements 37, 38 et 39, formant ainsi des circuits oscillants en prallèle, qui servent à amorcer l'auto-excitation de la machine au momenL de son démarrage. Aux extrémités libres des phases 37, 38 et 39 sont connectées en série trois autres capacités 43, 44 et 45.
Lorsqu la machine, mise en marche au moyen de l'excitation du circuit oscillant en parallèle est branchée sur une charge extérieure connectée aux bornes 46, 47 et 48, on obtient,une résonance de tension dans les circuits oscillants en série formés par les capactiés 43, 44 et 45 et par les self-inductions des phases 37, 38 et 39. Les courbes de résonance de ces deux circuits oscillants, qui agissent indépendamment l'un de l'autre, doivent être ainsi choisies que le flanc descendant de l'une d'elles et le flanc montant de l'autre se coupent*en un point, de sorte que les valeurs correspondantes se superposent.
Il y a lieu de remarquer ici que, lorsque le nombre de Loura de la machine vure, le point de résonance de la courbe de résonance de
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tension et le point de résonance de la courbe de résonance de courant se déplacent vers des valeurs différentes, on fonction de la pulsation @@
En réglant de manière juideurse les deux circuits oscillants de chaque phase, la tension aux bornes de la machine peut être maintenue pratiquement constante, indépendamment de la charge, dans des limites très amples de la variation de vidasse.
La machine de la fig 7 n'est pas limitée à la forme représentée. Elle peut être é glaem exécutée avec des ponts de condensateurs formant les capacités 40 à 42 et 43 à 45, ou bien avec des montures en polygone de ces condensateurs, ainsi qu'il a été décrit plus haut (fig.s 1 à 6)
En outre, les circuits de charge appliqués aux circuits d' excitation peuvent être connectés au moyen de transiform de n'importe quel type aux self-inductions et aux capacités ou bien au:.. self-induction et aux capacités à la fois.
REVENDICATONS
1. Machine électrique avec aato-excitation circuit oscillant, caractérisée en ce qu'au moins une capacité, formée d'au moins un condensa- teur, agit surplusieurs conducteurs d'enroulement de la self-induction du circuit oscillant.
2. Machine électrique selon la rêve.diction 1, caractérisée en ce que des condensateurs, en nombre "n", sont couples entre eux de manière à former un montage en pont, au moins "n" conducteurs d'enroulement des self- inductions étant connectés aux points de ,jonction de ce pont (figs. 1 à 7).
3. Machine électrique selon la revendication 2, car. térisée en ce que des conducteurs d'enroulement couplés en étoile sont reliés à des groupes de condensuterus par l'intermédiaire d'Autres conducteurs d'enroule- ment non couplés.
4. Machine électrique selon la revend.! cation 2, caracté sée en ce que des conducteurs d'enroulement couplés en triangle sont reliés à des groupes de condensateurs par l'intermédiaire d'autres conducteurs non couplés.
5. Machine électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que des conducteurs d'enroulement couplés en polygone sont reliés: groupes de condensuterus par l'intermédiaire d'autres conducteurs d'enroulement non couplés.
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