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Générateur homopolaire La présente invention se rapporte généralement aux appareils hompoplaire (ou uniposire) et plus pariculèremnt à des dispositfs pour augmenter la capacité de puissance et le rondement de générateurs hompoiares.
On utilisa les générateurs homplaires dans le application. , courant continu très élevés En général, dams la technique antériers, on a utilisé deux typos de rotors pour la réalisation de ces générateur 8. Le premier typo est un rotor de fer ou d'acier solide qui présent* une chute de tension interne élevée lorsque des courante élevée y sont entendrés
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Pour réduire Cette particularité indésirable, on a utilisa un second type
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de rotor dans lequel on a noyé des barre.
de cuivre, ou bien encore on 1U enveloppa d'un cylindre do cuivre pour contrôler le trajet du circuit
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électrique et réduire sa résistance électrique. Ce second typa de rotor
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cependant exige une puissance d'exaltation pluo élevée et une réduction correspondant do randummtt on résulte* Do plue, il atout révélé difficile
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de réaliser aveu précision un générateur homopolairo du premier typa selon
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les exigoncoa opdciriqueu du fait du peu de contrôle qu'on peut exorcer aur les trJt8 du courant électrique et du flux magnétique dans le rotor.
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Il cet bien entendu que Ion problèmes que l'on vient d'évoquer
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qui existaient dans la technique antÓrieuro, et la deecription de la
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présente invention dans le texte qui suit, s'appliquent dgalemont à tous
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les types d'appareila électriques homopolairosi moteurs ot g6ndratoura y compris. Cependant, pour la olart6 do la description dans In présentation de cette invention, et puisque les générateurs homopolaires sont plue largement utilisas que les moteurs honaopalairaej les principes de la dite
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invention seront décrite en fonction de l'application de cette invention
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au perfectionnement de la réalisation do générateurs homopolalron.
C'est donc un objet do la présente invention do réaliser des moyens pour réduira les problèmes précit<5a dans la but de construire et faire fonctionner duo générateurs homopolniro$8 Un autre objet do la présente invention consiste z réaliser un type plus efficace du rotor de gÓn6rtur homopolaire ayant, dans les
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conditions do charge, des caractéristiques telles que la chute de tension
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et la puissance d'axaitntlon eoictnt Intérieures aollet corruapaiinnt . au premier type de rotor rIrtiann8 plue haut, et ayent des caractéristiques telles que la puissance d'excitation dans lu oonditions ! vide ou de charge soit Inférieure à coll. correspondant au second type de rotor que l'on vient de mentionner.
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D'autres objets seront mis en évidence au cours de la. descrip- tion détaillée qui suit.
Un générateur homopolaira colon l'invention, dans sa forme la plus simple de réaliaation, comporte un rotor cylindrique de fer ou d'acior pouvant tourner selon son axe longitudinal, et un stator contenant une masse polaire principale placée autour d'une partie active du rotor.
Les bobinages d'excitation places dans le stator produisent un flux magnétique. Los lignes de flux Nautique sont dirigea rediament dans le rotor par la taasse polaire principales La nouveauté du dispositif ici décrit consiste à noyer un certain nombre de bagues métalliques non manhétiques (par exemple en cuivre ou en aluminium) dans la périphérie du rotor nous la masse polaire principale et au-dol. Ces bagues sont placées do toile façon que chacune définit un plan normal à l'axe du rotor.
Toutefois, les baguai pouvant ne pas être exctement dans cd plan normal du fait de considérations qui touchent la comcetpion de la srucre et la fabrication. Par conséquent, à proximité de la périphéeis cylidnrique du rotor, une réluctance magnétique élevée existe dans le bons de la longueur du rotor, tandis qu'aucuns impédance supplémentaire au flux d'un courant électrique ne se révélât Ainsi, le flux d'induction issu de la masse polaire principale est forcé de rester dans le sens radial lorsqu'il pénètre dans la périphérie du rotor de façon à créer l'induction mauxinal.
Lorsque le circuit est fermé aux bornes du générateur, un courant éle- trique résultant do la force électromotrice induite passe dans la sens de la longueur du rotor, et peut en 8tre extrait de la façon habituelle
On comprendra mieux l'invention en se référant à la description qui suit et au dessin annexé sur laquai ;
La Figure 1 est un schéma on coupe transversale d'une partie d'un rotor de générateur hoplaire et do son stator, représentée par- tialment on élévation et partiellement en coupa; et,
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La. Figure 2 cet une vuo en coupe schématique selon la ligna 2-2 de la Figura 1 et dans le sens axial du rotor.
En se reportant aux Figures 1 et 2, on voit un rotor 10 repré- senté dans son milieu environnant avec une partie do la massa polaire principale 12 d'un stator nnnulaire l'enveloppant compléteront Un inter- valle 14 existe entre le rotor et le stator. Une partiu de cet intervalle est représentée entre le rotor 10 ut la partie de la masse polaire prin- cipale 12 du stator. Un ensmble de baguée non magnétiques 16 est noya dans la périphérie du rotor 10, cas bagues étant axialement especées sur toute la longueur. Le passage du flux d'induction venant de la messe polaire principale à l'intérieur du stator est représenté par des flèches 18.
Le courant électrique qui résulta de la !or'ce électromagnétique induite est représenté par dos flèches 20 Ces fléchas 20 représentant le trajet du courant électrique. Copencant, il est bien entendu que la aune du passage pourrait au trouver à l'appelé de celui qui est raprésenté selon la sans de rotation du rotor. La trajet do rutour du flux d'induction et son sono supposa est représenté par les flèches 22. La section 24 de passae do la partie principale du cournnt élecrique est représentés sur la Figure 2.
Cette section transversale porteuse de courant 24 est définie par la zone qui so trouvu etre le diamètre intérieur 26 et le diamètre extérieur 28 des baguas 16.
Lorsque le rotor 10 cet mis en rotation par une source d'énergie extérieurs non représontée, et que les bobines do champ sont excitées, le flux d'induction 18 pénètre dans le rotor 10 et provoque l'induction d'une force électromagnétique dans la suotion transversale porteuse de courant 24. Lorsque lo circuit branche aux bornes du générateur est formée un courant 20 passe alors commo on peut le voir sur la Figura 1.
Ce courant est extrait de la façon habituelle du rotor par un collecteur (non représenté) qui pout 8tre du typo liquide-métal afin do traiter facilement les courants forts engendrés,
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Dans la technique antérieure ou les baguée qui font 1 t obJet do la présente invention n'uxistaiont pas dans lu rotor, la flux d'indu* tien 18 avait une tendance prononujo à dévier de .on trajat radial peu après avoir pénétré dans la rotor.
Dans un générateur hotsapolti?9 du type représenté, la force ëleatï'oNtotriot maximale induite s'obtient si le flux d'induction pénètre dama le rotor radialomnt, et l'on peut commander 10 rendtiiunt de la machina en faisant varier la profondeur . radiale du trajet du flux En général plus le trajet radial est long dans le rotor, plus grand eet le rendement de la machine jusqu'à un point limite inhérent à la dimension physique du rotor; ceci étant né- coessaire pour laisser assez de surface de section transversale pour le
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rutour du flux.
Les bagues 16, du fait de la r6luctance âlevde qu'elles offrant au passage du flux dans le sens longitudinal du rotor, forcent le flux ! rester dans son trajet radial aux toute la profondeur entière de la section transversale 24 porteuse de courant. De plus, sans les bagues 16, cette section porteuse de courant ne serait pas définie avec
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précision, d'où la difficulté qu'il y aurait prévoir les caractéris- tiques du générateur Il est évident que la séparation du trajet de courant 20 du trajet de retour du flux magnétique 22 simplifia grandement les considération de réalisation et les calculs*
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toute 6vidange donc) la présente invention offre les nvan- tages suivante que ne présentait pas la technique antérieur ;
1 - Les baguât permettant un contrôle précis de la longueur du trajet radial du flux d'induction dans le rotor. On peut donner n'importe
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quelle longueur prd3tozcf.na au trajet radial qui peut titre dicté par la puissance de sortie désirée et la rendement de la mach##., 2 Du fait de la possibilité d'une augmentation quelconque 4de la coupe transvureald d'induction) la chute de tension et les portes ohr.rl.l1U8a lu long du trajet du courant dans le rotor peuvent le réduire & un minimum.
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3- Le rapport de la tension à vide à la tension de charge,
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pour une excitation z Vide* ont réduite, ne qui améliore les ear;tett- l"i,Ii:.1quo, de réglage do tension du générateur
4- L'utilisation de la présente invention se traduit aussi par un espace d'entrefer magnétique effectif minimal, et un modèe de
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rotor optimal pour tout ensemble donné de conditions de fonctionnemunt.
Ln puissance d'excitation dans les conditions de charge est donc sensi-
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blumont réduite ai on la compare avec les conditions qu1 exilait n'im- porte quel meièle réalisa antérieurement à la présente invention. La
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puissance d'excitation dans les conditions de fonctionnemQnt à vide se trouve sensiblement réduite si l'on fait la comparaison avec celle qu'exigeaient les modèles à menahon de cuivre ou à barres de cuivre n"1ú.
5 - Du fait da la diaainution doa partes diminues du trajet du courant dans le rotor et de la dininution des purtne d'excitation, le rendement de la machine est augmente.
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6 - Du fpit des portas ohmiques plus faibles, et :rcr censequent de l'accroissement du rendement, la puissance de sortie est plus élevée
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que celle des autres machines du dimensions comî,aril,.lu3é 7 - La section transversale porteuse de courant élt-ctriquo est nettement définie, car elle sépare la partie portuuse do courant électri- que dans la rotor du trajet de retour du flux magnétique
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8 Du fait do la rluct?tne csj?gntique <5lov*?e de 1.". section transversale porteuse do courntitp la rúparl1tion du courant vlectrique demeure constante mt1mo si le înouvenent du flux peut changer.
Etant donnée les nvAntAev3 que l'on vient d'cxpfsfr, le.1'! résul- tilts définitifs suivants sont obtenus grtou à 1* mise en pratique do ln présente invention t 1 L'effot d9 A l'augmentation de l'induction nuîrst. 1 rendement et la CAp",oit(: de puissance d'un gnl5r::h\,lr lfi'Ipol"1f'l.' de dimensions données*
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2 .. La chute de ttlneion ot les pertes chmiquen dans le rotor sanG rd111t\1a.
3 - La puissance d'excitation sxi.,e est een<id4Mbl<!M<nt T' 'rui .e.
4 La riglnge de tension inhérent au générateur wet <ali6ï< 5 - Pour la nfeo élévation de température, la capacit4 de !'*uis3.inc<9 d'une machin(,- donnée est accrue* 6 - On peut réaliser avec plus de praaiaion un générateur hcmopolftirc du type à rotor solide en fer ou en acior pour satisfaire vax 'Jxigl.nc\.Js d'une application particulière.
7 - Le génÓrntcur est plus adapta à un fonctionnomont par
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impulsions
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Lut techniciens pourront naturellement adapter facilement. la technique générale do la présente invention à des modea de réalisation
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autres Que colui qui est particulièrement représenté ici* En conséquence
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19t,.,nlut du la protection accox*dée à l'invention n'est pas doetin3d ttr,,1 iimittîu nu mode du 1',hlist1.tion particulier reprS$ont4 sur les dessins vt d0crit dnns l'oxposô ci-dessus.