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"Génératrice électrique"
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Lea rec'src'ea r4a nt<!<8 4f<ctu<te dans le' d=,xin4 eea aimants permanents et les principes modernes se reapportant à ce ' sujet général confirment que de tels aimanta constituent des réser- ves virtuelles d'énergie'toutefois, les raisons de la présence de cette énergie ne sont pas encore parfaitement comprises, L'énergie précitée a été utilisée de diversesmanières, mais les modes d'uti- lisation actuels n'épuisent pas la teneur en énergie des aimants, qui n'a été exploitée jusqu'ici qu'à un degré limité.
L'invention permet de remédier en grande partie aux limi- tations précitées, concernant l'extraction de cette énergie. La
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quantité totale d'énergie supplémentaire pouvant être extraite n'a pas encore pu être déterminée, mais il semble qu'elle soit supé- rieure à celle pouvant être obtenue jusqu'ici par échange d'énergie cinétique.
Il est presque certain qu'un échange d'énergie cinétique sel corespond à une certaine perte d'énergie à un stade quelconque. et l'invention permet d'utiliser cette énergie magnétique. un de- ) gré plus poussé que cela ne paraissait possible jusqu'ici. En outre, cette énergie ne diminue pas de façon notable du fait de son utili- sation ou par vieillissement, et en fait une amplification de l'éner- gie d'entrée peut se produire.
11 semble également possible que des électro-aimants fournissent le phénomène susmentionné, résultant de l'application de l'invention, et l'utilisation de tels électro-aimants entre dans - le cadre de cette invention.
L'invention concerne une génératrice produisant du cou- rant électrique sous l'effet du flux magnétique traversant un noyau autour duquel est enroulée une bobine de fil conducteur, de sorte qu'un courant électrique est induit dans cette bobine.
La production d'un courant électrique de cette manière a exigé jusqu'ici un apport d'énergie sous forme d'énergie cinétique, afin d'assurer la. rotation d'un ou plusieurs organes de la généra-' ' triéecette énergie étant importante proportionnellement au courant produit, de sorte que le rendement de ces génératirces a généale- ment été assez faible et n'a pas dépassé au maximum 95 %, ce résul- tat n'étant d'ailleurs atteint qu'avec des machines de dimensions relativement grandes.
Le but principal de l'invention est de créer une généra- trice du type susmentionné utilisant l'énergie fournie par des ai- mants permanents comme énergie d'entrée principale, ce qui réduit ainsi la quantité d'énergie cinétique ou d'autre énergie produite
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être .par l'homme qui doit/fournie à la génératrice, en permettant d'ob- tenir un rendement considérablement plus élevé,
L'invention utilise un principe qui semble connu et qui a été appliqué dans la pratique pour la production de courant élec- trique sensiblement de la manière décrite plus loin en regard de la figure 20, mais les autres constructions décrites ci-après sem- blent nouvelles.
Le principe considéré consiste à dévier ou diriger le flux magnétique selon des trajets alternés de telle sorte que sa direction d'écoulement à travers certains organes de la machine puisse être inversée de façon répétée,Si ces organes forment des noyaux entourés par des bobines de fil conducteur, un courant al- ternatif peut être induit dans les bobines et peut être prélevé à la machine et utilisé en vue d'un travail.
Pour pouvoir appliquer ce p@@ncipe à une génératrice afin de lui permettre de fonctionner avec le rendement élevé qui doit être obtenu suivant l'invention, des moyens sont prévus pour compen- ser les pertes d'énergie qui autrement pourraient se produire.
Ces pertes apparaissent pour les raisons suivantes : (1) Démagnétisation, (2) "Engrènement", (3) Pertes dans le fer, (4) Fuite du flux dans les noyaux, ce qui réduit l'inten- sité de polarité possible aux extrémités des noyaux, Cette perte ainsi que les pertes dans le fer sont connues sous la dénomination "pertes par dispersion".
(5) Pertes dans le cuivre quand la machine est en charge.
Les pertes désignées par (1) ne sont importantes que dans la construction représentée sur la figure 1 et sont compensées par l'utilisation d'aimants du type en ferrite.
Les pertes désignées par (2) sont réduites au minimum par l'utilisation de deux ou plusieurs dispositifs agencés suivant l'invention et déphasés, et également par l'utilisation d'une force
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auxiliaire élastique (par exemple comme moné dans l'agencement représenté sur la figure 17),
Les pertes désignées par (3), (4) et (5) (en charge) sont compensées par ce qui sera dénommé ci-après "assistance par déten- te", ce moyen consistant à tirer parti de la décroissance du flux en combinaison avec la réactance des bobines, de telle sorte que sa mise en phase, au lieu d'être opposée à l'alimentation magné- tique, s'ajoute en réalité à la déviation susmentionnée du flux et augmente par suite l'efficacité de production du courant,
ce qui en fait modifie complètement les caractéristiques de travail par rapport à une génératrice classique. Cette "assistance par détente" est obtenue en conjuguant aux noyaux des tubes ou envelop- pes en matière magnétique convenable, dans lesquels les courants de Foucault et (ou) les retards par hystérésis produits par le flux magnétique le long des noyaux peuvent circuler pour produire un angle de phase convenant au fonctionnement. La production de cet angle de phase désirable peut, suivant l'invention, être encore favorisée par l'utilisation de spires de court-circuitage agissant comme spires d'amortissement, qui peuvent être nécessaires dans certains cas.
Les particularités susmentionnées de l'invention seront expliquées plus en détail ci-après en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif et montrant schématiquement le princi- pe susmentionné ainsi que certains modes de réalisation possibles de l'invention.
Sur les dessins :
Les figures 1 et 2 montrent le principe de déviation et d'inversion du flux appliqué suivant l'invention.
Les figures 3, 4 et 5 montrent les caractéristiques principales de l'invention appliquées à un mode de réalisation possible de génératrice comportant des branches d'induit fixes et des déflecteurs de flux rotatifs.
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Les figures 6 à 10 montrent en coupe diverses formes pouvant être données aux noyaux ou branches d'induit suivant l'in- vention.
Les figures 11,12 et 13 montrent en coupe diverses ma- nières selon lesquelles des conducteurs isolés peuvent être prévus sur les déflecteurs de flux.
Les figurés 14 et 15 montrent l'utilisation de pôles en court-circuit ou de spires de court-circuitage aux extrémités des branches de l'induit.
La figure 16 montre une variante de réalisation de géné- ratrice suivant l'invention comportant des solénoldes fixes et des déflecteurs de flux rotatifs.
La figure 17 montre une autre variante de réalisation de la génératrice suivant l'invention comportant des extrémités de pôles d'induit oscillantes et .des déflecteurs de flux fixes.
La figure 18 montre une autre variante encore de réali- sation de la génératrice suivant l'invention comportant un centre d'induit magnétique rotatif conjugué à des branches d'induit fixes et à des déflecteurs de flux fixes,
La figure 19 montre une autre variante de réalisation encore de la génératrice suivant l'invention dans laquelle l'ensem- ble de l'induit de même que les déflecteurs de flux sont immobiles.
La figure 20 montre une autre variante de réalisation encore, qui est d'une façon générale semblable à celle visible sur .les figures 3 à 5, mais dans laquelle une connexion commune est prévue entre les branches d'induit ou noyaux et les pôles du champ magnétique.
On a représenté sur les figures 1 et 2 deux pôles in- ducteurs s, N associés à des ai mants permanents, alternant avec deux noyaux de solénoïdes SOLl, SOL2 entourés chacun par une bobine en fil conducteur reliée à un circuit électrique. Un jeu
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de déflecteurs de flux formant résistance de champ fdl, fd2, fd3 en fer doux ou autre matière magnétique se déplace de la gauche vers la droite sur le dessin (comme indiqué par les flèches en traits pleins) au voisinage des pôles et des noyaux, mais/ sans venir à leur contact, ces déflecteurs de flux ayant une longueur convenable pour combler magnétiquement l'intervalle séparant un pôle du noyau voisin.
Quand les déflecteurs de flux occupent les positions représentées sur la figure 1, la direction du trajet du flux ma- gnétique est celle indiquée par les flèches et le sens d'écoulement dans les bobines est indiqué par les pointes de flèches qui sont représentées sur ces bobines. Toutefois, lorsque les déflecteurs de flux parviennent dans les pocitions représentées sur la figure 2, dans lesquelles chacun d'eux relie le même pale que précédem- ment au noyau voisin situé de l'autre côté, le trajet du flux à travers ce noyau change de sens, de sorte qu'il se produit une inversior du sens de passage de courant (courant alternatif) dans la bobine qui entoure ce noyau.
Les techniciens spécialisés dans ce domaine comprendront que chaque déflecteur de flux peut acquérir un potentiel magnétique pour présenter à ses extrémités des polarités, et que celles-ci sont inversées chaque fois que le delecteur de flux passe du champ' d'influence d'un pôle inducteur principal à un autre. Ce changement de polarité peut toutefois être obtenu sans déplacement relatif entre les déflecteurs de flux et les pôles inducteurs par l'utili- sation de spires de court-circuitage enclanchables ou de pôles de court-circuitage sur les déflecteurs de flux et (ou) aux extrémi- tés des noyaux de solénoldes ou des branches d'induit, comme expliqué plus loin.
Une application simple du principe décrit ci-avant pour la mise en oeuvre de l'invention est représentée sur les figures
3 à 5. Deux jeux de pôles inducteurs magnétiques fixes SI, S2. NI,
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N2 sont répartis de façon équidistante autour d'un axe central et sont dirigés radialement vers l'intérieur, et quatre déflec- teure de flux séparés AB, CD, EF, GH en matière magnétique douce sont disposés autour de cetaxe de façon à pouvoir tourner ensemble au voisinage des pôles inducteurs, sans toutefois venir à leur contact.
Un induit central en matière magnétique douce est immobile à l'intérieur des déflecteurs de flux et comporte quatre branches 1, 2, 3,4 servant de noyaux de solénoïdes et entourées par des bobines de fil conducteur le, 2c, 3c, 4c,' qui sont couplées pour -former un circuit électrique. Les déflecteurs de flux passent éga- lement au voisinage des extrémités de ces branches, sans toutefois venir à leur contact. Les aimants inducteurs, les déflecteurs de flux et l'induit peuvent s'étendre dans le sens axial sur toute longueur désirée, et chacun d'eux peut être formé d'une série d'éléments juxtaposés dans le sens axial.
Sur la figure 3, les déflecteurs de flux sont représentés dans des positions intermé- diaires, dans lesquelles le magnétisme induit dans ces déflecteurs par les pôles inducteurs subit un étalement, de sorte que leurs extrémités ne présentent pas une polarité prononcée et qu'il ne se produit pas de passage de flux à travers les branches de l'induit.
Lorsque les déflecteurs de flux tournent dans le sens horaire en regardant le dessin pour parvenir dans la position repré- sentée sur la figure 4, chacun d'eux établit une liaison entre un pôle et une branche, afin de ménager un trajet pour le passage du flux à travers les branches comme indiqué par les flèches élargies à leur partie arrière. Les extrémités des branches 1 et 3 prennent une polarité Nord et celles des branches 2 et 4 prennent une pola- rité Sud. Les circuits de passage du flux partent de Sl et traver- sent AB et la branche 1, et parviennent à travers la branche 4 et HG à N2, et également à travers la branche 2 et DC à N1, ils s'étendent d'une façon correspondante de S2 à N1 et N2.
Le passage du flux à travers les branches engendre dans leurs bobines un cou-
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rant électrique qui peut traverser le circuit électrique précité, ce dernier étant considéré ici comme une charge.
Lorsque la rotation continue et lorsque les extrémités B, D, F, H des déflecteurs de flux commencent à s'écarter des ex- trémités des branches de l'induit, le passage du flux dans ces branches diminue et cette "réduction du magnétisme" (selon l'expres- sion souvent utilisée) est favorisée par l'effet de magnétisation des bobi nes à travers lesquelles passe le courant, de sorte que le passage du flux à travers l'induit est rapidement interrompu et que les polarités obtenues aux extrémités des branches sont in- versées, les branches 1 et 3 prenant une polarité Sud, tandis que les branches 2 et 4 prennent une polarité Nord. Cette réaction des bobines, qui favorise l'inversion du flux passant dans les branches, peut être comparée à celle d'un ressort comprimé qui est libéré, et elle est dénommée "réactance des bobines".
Cette réactance des bobines (en charge), conjuguée à l'action produite par les noyaux entourés à la manière de tubes et, si cela est nécessaire, par des spires d'amortissement, fournit un effet qui est dénommé ;'assis- tance par détente". Ce phénomène correspond à une particularité importante de l'invention, qui permet à la génératrice de fonction- ner avec un rendement élevé.
Les branches de l'induit repoussent maintenant les ex- trémités B, D, F, H des déflecteurs de flux (qui ont alors même polarité) et écartent en conséquence ces déflecteurs de flux, en favorisant leur rotation, Cette "force magnétomotrice", qui favo- rise le fonctionnement de la génératrice, est tout à fait diffé- rente de la réaction d'induit (force électromotrice réactive) qui se produit dans les génératrices normales et qui tend à retarder leur fonctionnement.
Lorsque les déflecteurs de flux rotatif atteignent les positions représentées sur la figure 5, ils relient les branches
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1 et 3 aux pôles inducteurs Nord et les branches 2 et 4 aux p#les inducteurs Sud, de sorte que les trajets du flux correspondent à ceux indiqués sur la figure 5, le sens 'de passage du flux étant . maintenant inversé dans chaque branche. Cette particularité engen- dre un courant qui traverse les bobines en sens inverse, de sorte qu'on obtient un courant alternatif, quatre cycles alternatifs corn" plets étant produits pendant chaque révolution des déflecteurs de flux.
Etant donné que le système représenté fonctionne comme une machine octapolaire, la rotation des déflecteurs de flux à une vi- tesse de 750 tours/minute fournit une fréquence du courant égale à 50 périodes par seconde, Des vitesses plus élevées fournissent des fréquences également plus élevées.
On comprendra que l'o a représenté ici quatre pôles inducteurs, quatre branches d'induit et quatre déflecteurs de flux simplement à titre d'exemple et que l'on peut choisir n'importe quel autre nombre. Par ailleurs, afin de réduire le phénomène dénommé "engrènement", on peut décaler angulairement deux ou plu- sieurs génératrices du type décrit ci-avant autour.de l'axe central, ou les déphaser d'une autre manière. Un tel agencement peut être utilisé pour produire plusieurs phases d'alimentation en courant, par exemple une phase, deux phases, etc...
Les bobines d'induit peuvent être simples, multiples, à prise ou à auto-bobinage, et on peut utiliser n'importe quelle combinaison de ces bobines. Elles peuvent également être couplées en série, en série parallèle ou en parallèle, selon que l'on désire obtenir un courant à tension élevée ou d'intensité élevée. Un con- vertisseur à inversion peut être incorporé au système afin de transformer le courant alternatif produit par la génératrice en courant unidirectionnel interrompu, ou bien des circuits redres- seurs au silicium peuvent être utilisés pour transformer le courant engendré en courant continu.
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Le fait que les déflecteurs de flux sont disposés entre les pôles inducteurs principaux et l'induit peut tendre à empêcher la démagnétisation de l'inducteur principal et permet également à cet inducteur principal de travailler dans des circuits très for- tement magnétiques.
On remarquera que l'invention permet d'utiliser des ai- mants permanents pour constituer la source principale d'énergie, ce qui réduit la quantité d'énergie cinétique autrement nécessaire pour le fonctionnement de la génératrice, tandis que dans les génératrices classiques le champ magnétique est utilisé principa- lement comme force magnétique en vue d'une réaction avec les con- ducteurs .
Noyaux de solénoïdes ou formant les branches d'induit,
Il semble que la force magnétomotrice susmentionnée dépende, au point de vue valeur, du flux .magnétique atteignant les extrémité des branches de l'induit au moment ou "l'assistance par détente" intervient. Des branches comportant des noyaux en fer plein sont en général peu pratiquer,du fait que les courants de Foucault résultant provoquent des pertes élevées dans le fer et un échauffement indésirable des noyaux. Des noyaux feuilletés: nor- maux ne semblent pas donner autant satisfaction, sans doute parce que les longues feuilles minces du paquet à structure feuilletée permettent une fuite de flux à partir des côtés des noyaux.
Par suite, les noyaux en matière magnétique suivant l'invention com- prennent des feuilles isolées 21 (figure 6), des tiges 21A (figure 7) ou des éléments pleins tels que des ferrites 22 (figure 8), entou rés par un tube ou une enveloppe 23 en n'importe quelle matière désirée (matière magnétique convenable simple ou multiple). Les tiges s'étendent longitudinalement par rapport au noyau, comme visi- ble en 21A dans la branche d'induit représentée sur la figure 9, mais leur forme en section droite peut, au lieu d'être carrée
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comme montré, être ronde, ovale ou avoir toute autre forme dési- rée.
Si cela est désirable, l'extrémité externe du noyau ou de la branche peut être pleine et peut former une partie séparée ou une partie du tube ou de l'enveloppe (comme montré en 24 sur la figure 10), afin de favoriser l'établissement d'une polarité intense. Ces noyaux entourés par un tube favorisent l'obtention d'une polarité intense et fournissent effectivement, dans le cas d'une matière convenable et éventuellement avec un amortissement, un degré de concordance de phase convenable.
Ces tubes peuvent s'étendre sur toute la longueur des noyaux, ou simplement sur une partie de ceux-ci. Par ailleurs, les noyaux spéciaux peuvent être combinés de toute manière désirée. Par' exemple, un noyau entouré d'un tube peut être lui-même entouré'd'un autre noyau conjugué à un tube. Cette solution peut être intéressan- te dans le cas de noyaux de grande section.
Il semble que les courants de'Foucault produits par le passage de flux à travers le noyau circulent autour du tube ou de l'enveloppe et créent une barrière efficace, empêchant la fuite de flux à partir des côtés du noyau, ce qui concentre ainsi le passage du flux à travers l'extrémité de la branche, en formant un pale magnétique intense à l'endroit considéré et en modifiant considé- rablement le réglage dans le temps ou la phase de ce pôle. Ceci' fournit la force magnétomotrièe ou "l'assistance par détente" déjà mentionnée, qui permet à la génératrice de fonctionner avec une grande efficacité.
Quand la génératrice n'est pas "en charge", la plus grande partie de l'énergie requise pour assurer la rotation des'déflecteurs de flux peut être dépensée (indépendamment de "l'engrènement") pour surmonter la friction et les pertes dans le fer, mais lors de la production de courant, l'effet "d'assistance par détente" peut réduire l'énergie requise par exemple jusqu'au cinquième de sa valeur initiale.
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Déflecteurs de flux
Si les déflecteurs de flux AB, etc... représentés sur les figures 3 à 5 ne portent pas de conducteurs, "l'assistance par détente" agit avec la même intensité dans chaque sens. Afin d'obtenir la force désirée dans la seule direction qui convient pour le fonctionnement de la génératrice, il est préférable de munir les déflecteurs de flux de conducteurs isolés du type en cage d'écureuil, engagés à travers des trous 25 (figure 11) au voisinage de leurs faces dirigées radialement vers l'intérieur.
Ces conducteurs peuvent être en circuit ouvert, maie si cela est désirable ils peuvent être alimentés avec un courant convenable par un collecteur, des bagues collectrices, un commutateur, etc...
Afin de coopérer avec ces con ducteurs. l'extrémité formant pôle de chaque branche d'induit porte une spire de court-circuitage 26 (figure 14) prévue sur une face de la branche, afin de provoquer le passage du flux magnétique dans le sens indiqué par la flèche,
En commandant judicieusement les organes de commutation associés à ces spires de court-circuitage et aux conducteurs associés, comme le comprendront les techniciens spécialisés dans ce domaine, on peut diriger la.force "d'assistance par détente" dans la direction requise.
Si une génératrice réversible (ou au moins un induit réversible) est nécessaire, chaque extrémité d'une branche peut comporter deux spires de court-circuitage enclanchables isolées
26,26X (.figure 15) normalement en circuit ouvert, la spire appro- priée de chaque branche étant court-circuitée pour permettre l'ob- tention de "l'assistance par détente" dans la direction désirée.
Si cela est désirable, en plus des conducteurs internes montrés sur la figure 11, des conducteurs externes analogues peu- vent être disposés au voisinage des faces orientées radialement vers l'extérieur des déflecteurs de flux, afin de produire quand
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cela est nécessaire un certain couple par rapport aux poles in- ducteurs principaux. Une variante de réalisation représentée sur la figure 12 comprend, au lieu des conducteurs extérieurs du type en cage d'écureuil mentionnés ci-avant, une série de fentes ou rai- nures 27 dans lesquelles sont disposés des conducteurs isolés, qui peuvent par exemple former un bobinage ondulé et qui peuvent rece- voir du courant par des organes de commutation ou des organes de commande analogues.
Suivant une autre variante encore, les faces internes et externes des déflecteurs de flux peuvent toutes com- porter des fentes 27,28 destinées à recevoir des conducteurs.
Le courant peut être appliqué à l'un quelconque de ces conducteurs et peut être prélevé à la sortie de la génératrice ou à n'importe quelle source externe convenable. Il en est de même du courant destiné aux spires de court-circuitage mentionnées précédemment.
Inducteur maqnétique principal
Les aimants permanents présentent de préférence des corps en arc de cercle comme indiqué sur la figure 3, et ils sont conjugués à des pièces polaires faisant saillie radialement jusqu' au voisinage immédiat des déflecteurs de.flux rotatifs. Si la gé- nétatrice doit tourner à une vitesse supérieure à celle qui peut être obtenue avec l'intensité de champ maximum fournie par les aimants, des bobines peuvent être alors prévues autour des pôles magnétiques ou même des aimanta eux-mêmes et peuvent être alimen- tées en courant, c'est-à-dire qu'elles peuvent être excitées, soit à partir de la sortie de la génératrice après redressement, soit à partir d'une source séparée.
Ceci augmente l'intensité du champ magnétique et permet d'obtenir des vitesses plus élevées, afin de fournir un courant de sortie plus intense, Cet agencement peut également être avantageux même à des vitesses plus faibles pour éviter ou réduire au minimum la chute de tension quand la généra- trice est mise en charge.
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Suivant l'agencement représenté pour la génératrice sur la figure 16, les aimants sont du typp en forme de barreaux et sont disposés parallèlement à l'axe a, b, dont ils sont uniformé- ment espacés, ces aimants présentant des pôles Nord et Sud alternés à leurs extrémités.
Un même nombre de noyaux de solénoldes SOL conjugués à des bobines c entourant ces noyaux est disposé paral- lèlement entre les aimants, les bobines étant toutes connectées à un circuit électrique.Deux jeux de déflecteurs de flux fd peu- vent tourner autour de l'axe a b, un jeu étant prévu à chaque ex- trémité de l'ensemble précité, afin de chevaucher les pôles d'ai- mants adjacents et les solénoldes comme déjà décrit en regard des figures 3 à 5, les noyaux des solénoldes remplaçant ici les bran- ches d'induit, un courant alternatif étant engendré dans les bo- bi nes par l'inversion répétée du sens de passage du flux magné- tique à travers ces noyaux de solénoldes.
Les noyaux de solénoides sont agencés d'une manière analogue à celle indiquée pour les branches d'induit décrites précédemment, afin de fournir un effet "d'assistance par détente", mais cette construction de la génératrice n'est pas considérée com- me aussi bien appropriée à une application pratique que les autres réalisations décrites ici.
Sur la figure 17, les organes fondamentaux sont simi- laires à ceux représentés sur les figures 3 à 5 et sont désignés par les mêmes références. Toutefois, dans le cas présent. les dé- flecteurs de flux AB, C@, EF, GH, sont réliés à leurs centres aux pôles magnétiques et sont immobiles ? ils comportent autour de leura extrémités des spires de court-circuitage enclanchables J, K, L, M.N.
O.P.Q. afin de créer une impédance servant à déplacer le flux magnétique à chaque extrémité de façon alternée pendant le fonc- tionnement. Les branches d'induit lx. 2X, 3X, 4X sont fixées sur un support central immobile, mais leurs extrémités formant pôles
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9, 10, 11, 12 sont montées séparément entre des bras de leviers 9A, 10A, 11A, 12A qui peuvent pivoter sur ,les branches en 9B,
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1OB4 .18, 12B et qui comprennent des curseurs sic, 10C, lie, .2C engagés dans des cames internes 31 prévues dans des disques ter- minaux rotatifs 30, La rotation de ces disques provoque l'oscilla- tion de chaque extrémité formant pole, afin d'établir un contact magnétique avec l'un ou l'autre des déflecteurs de flux voisins,
des ressorts réglables Sp agissant sur les côtés opposés de chaque extrémité formant pôle afin de tendre à les ramener dans une posi- tion médiane, en favorisant ainsi la suppression du collage ma- gnétique (qui est analogue à "l'engrénement" dans les constructions rotatives). Ces ressorts peuvent ne pas être nécessaires dans le cas de génératrices fonctionnant à grande vitesse, Les extrémités polaires peuvent également comporter .les spires de court-circuitage enclanchables S, T, U, V, W, X , Y , Z, les deux jeux de spires étant normalement en circuit ouvert.
Quand les disques 30 sont entraînés en rotation sous l'effet de l'énergie appliquée (dans le sens horaire sur le dessin), les extrémités des pôles subissent une oscillation afin de venir en contact avec les déflecteurs de flux en C, E, G et A, et à peu près au même temps les spires K, T, M, 0, X, Q, Z sont court-circuitées.
Le flux passe alors depuis S1 à travers A, 12, 4E, et parvient par IX, 9 et C à N1, et également à travers 3X, 11 et G, pour parvenir à N2, tandis qu'un autre flux passe de S2 vers NI-et N2 d'une façon correspondante, ces flux étant similaires à ceux représentés sur les figures 4 et 5 et engendrant un courant dans un certain sens à travers les bobines. Une nouvelle rotation des disques 30 fait basculer les extrémités polaires dans le sens opposé, afin de les connecter aux déflecteurs de flux en B, D, F, H, et en même temps les spires K, T, M, V, 0, X, Q, Z sont ouvertes, tandis que les spires J,S,L,U,N,W,p,Y sont court-circuitées. Les
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flux sont inversés et un courant est engendré en sens inverse dans les bobines,
de sorte que le cycle opératoire est répété. L'oscilla- tion des extrémités polaires est favorisée par l'effet "d'assistance par détente" déjà décrit.
Sur la figure 18, les organes fondamentaux sont également analogues à ceux représentés sur les figures 3 à 5, mais comme cela était le cas pour la figure 17. les déflecteurs de flux sont reliés en leur milieu aux pôles magnétiques et sont conjugués à des spires de court-circuitage enclanchables. Toutefois, les branches d'induit immobiles 1, 2, 3, 4 sont fixées chacune par leurs extrémités po- laires fendues sur des extrémités voisines des déflecteurs de flux, et ces extrémités comportent des spires de court-circuitage enclan- chables a, b, c, d, c, f, g, h, qui sont normalement en circuit ouvert.
Les éléments qui, dans les réalisations précédentes, for- maient la connexion centrale commune pour les branches, sont cons- tituées 'maintenant par des aimants, qui sont disposés de façon à fournir les polarités indiquées et qui peuvent tourner autour de l'axe central, leurs pôles passant au voisinage des branches sans venir à leur contact. Ces aimants peuvent être du type représenté, ou bien leur nombre et leur construction peuvent être différents.
L'invention répétée du sens du passage du flux à travers les branches et le courant alternatif résultant obtenu dans les bobines sont fournis d'une manière analogue à celle déjà décrite, mais avec les différences suivantes :Le flux passe maintenant directement d'un pôle inducteur principal à l'autre à travers les déflecteurs de flux, par exemple de S1 vers N1 à travers B.C, et s'écoule également entre les pôles inducteurs principaux et les p8les médians à travers les déflecteurs de flux et les branches d'induit, par exemple de S1 vers N à travers B et 1.
Quand les spires, K, M, O Q et b, d, f, h sont court- circuitées, une rotation dans le sens horaire des aimants centraux déplace les pôles N représentés sur le dessin vers les branches
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2 et 4 et les pôles 8 vers les branches 1 et 3, ce qui provoque le passage d'un flux des pôles inducteurs vers les pôles centraux à travers les spires de court-circuitage qui sont en circuit ou- vert, par exemple depuis S1, à travers A et 4, vers le pôle N qui s'en rapproche. Ceci engendre un courant dans les bobines qui sont en charge. Après un quart de révolution environ, et alors qu'un flux est encore obtenu, les spires J,L,N,P et a, c, e, g sont cir- cuitées, ce qui crée une impédance, et les autres spires sont en circuit ouvert.
Il en résulte que, lors d'une nouvelle rotation, le flux induit dans les branches 1, 2,3, 4 diminue et change de sens, par suite de la réaction par induction du courant traversant les bobines et du fait que les pôles Nord se rapprochent des bran- ches 1 et 3. Ceci fournit "l'assistance par détente" mentionnée précédemment. Dans une position correspondant a une demi-révolution, les trajets de passage du flux assurent un passage en sens inverse à travers les branches, par exemple depuis S1 à travers B et 1, en direction de N; en conséquence, on ob.-tient un courant en sens inverse à travers les bobines, de sorte que le cycle opératoire se répète.
L'agencement représenté sur la figure 19 est très voisin de celui que montre la figure 18, les pôles inducteurs, les déflec- teurs de flux et les branches d'induit étant fixés les uns aux autres et étant tous immobiles ; ce cas, les branches 1, 2, 3, 4 sont toutes reliées au centre, de sorte qu'il n'existe pas de pièces mobiles, sauf éventuellement le système commutateur. Les bobines actives 13,14, 15, 16, 17, 18, 19 et 20 entourent les déflecteurs de flux vers chacune de leurs extrémités, ces bobines pouvant subir une commutation et pouvant être alimentées en courant à partir de n'importe quelle source convenable.
Le fonctionnement est le suivant Les bobines 14, 16,
18, 20 sont excitées pour dévier le flux existant directement du pôe inducteur dans les branches 4, 1, 2,3 respectivement, à tra-
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vers A.C.EAG, Simultanément, les paires de spires de court-circuita- ge K et b, M et d, 0 et f, Q et h sont court-circuitées, afin de supprimer la tendance du flux à passer directement entre les pôles inducteurs. Ainsi, un courant est engendré dans un sens à travers les bobines de l'induit.
Au moment correct, les bobinez 14,16,
18, 20 sont désexcitées et les bobines 13,15, 17, 19 sont excitéesf simultanément, les paires de spires de court-circuitage qui ont été court-circuitées sont placées en circuit ouvert, et les autres paires J et a, L et c, N et e, P et g sont court-circuitées, afin d'inverser. le passage du flux à travers les branches et par suite le passage du courant à travers les bobines d'induit.
Ce cycle est répété avec une phase ou un réglage dans le temps correct de l'opé- ration de commutation,
Suivant cette réalisation, "l'assistance par détente" agit également pour favoriser le fonctionnement de la génératrice et on peut constater que, lorsqu'une quantité suffisante de flux magnéti- que a ét@ise en mouv ment entre les pôles inducteurs, l'excitation des bobines actives peut être réduite ou supprimée, la commutation en phase des spires de court-circuitage entretenant indéfiniment le passage du flux d'une façon oscillatoire. Il peut être également possible de supprimer certaines ou la totalité des bobines actives et d'utiliser les spires de court-circuitage pour assurer la mise en route de la génératrice.
N'importe quel moyen auxiliaire con- venable mentionné ci-avant, tel qu'une excitation par champ élec- tromagnétique, peut être utilisé avec cet agencement. On notere ici que l'excitation électromagnétique du champ peut se comporter d'une façon analogue celle d'un champ magnétique permanent, afin de produire un effet cumulatif.
L'agencement représenté sur la figure 20 est fondamenta- lement le même que celui visible sur les figures 3 à 5, mais les branches d'induit ou noyaux de solénoïdes 1, 2, 3, 4 sont disposés
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entre les pôles inducteurs et sont reliés à ceux-ci par un anneau ', commun en matière magnétique douce, Les.aimants permanents sont du type.en ferrite, afin d'empêcher leur démagnétisation, et les dé- flecteurs de flux rotatifs comportent sur leurs faces externes de$ conducteurs pouvant subir une commutation, tels que ceux mention- nés en regard des figures 11 à 13.
Les branches ou solénoldes l, 2,3, 4 comportent des noyaux entourés d'un tube comme décrit ,précédemment et leurs extrémités formant pôles portant des spires de court-circuitage commutables a, b, c; d, e, f, g et h. Le fonc- tionnement de cette génératrice se comprend aisément à la lecture de la description qui précède, les déflecteurs de flux reliant alternativement chaque pôle inducteur à l'une des branches ou à l'un des solénoldes voisins, la commutation des spires de court- circuitage et des conducteurs étant réglée correctement dans le temps.
Cette dernière réalisation est simplement considérée comme .une modification possible, qui peut présenter également les carac- téristiques fondamentales de l'invention, Dans toutes les réalisa- tions, chaque fois que cela est possible, on peut également prévoir des spires de court-circuitage commutables sur la partie principale des branches d'induit ou des solénides, afin de fournir un amor- tissement du magnétismepouvant. en combinaison avec l'utilisation de noyaux entourés par des tubes, modifier la phase de "l'assistance par détente".
Cette phase a une action importante sur la vitesse de fonctionnement de la génératrice, et il peut être avantageux d'utiliser des bobines en fil conducteur pour former ces spires d'amortissement et de les alimenter en courant dans un sens capable de fournir l'effet de plarisation requis. Des moyens peuvent égale- ment être prévus pour modifier les positions angulaires des pôles inducteurs et des solénoldes ou des branches, afin de fournir un réglage de la phase (en l'avançant ou en la retardant).
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Dans toutes les réalisations suivant l'invention, les positions des induits ou solénoldes et des champs magnétiques prin- cipaux peuvent .'être inversées. Par exemple, les induits peuvent être disposés à l'extérieur et les inducteurs à l'intérieur. Par ailleurs, des spires de court-circuitage ou des pôles court-cir- cuités, pouvant subir ou non une commutation, peuvent être prévus sur les organes des trajets magnétiques qui sont considérés comme les plus efficaces. Il en est de même pour les enroulements actifs, qui peuvent être utilisés selon toute séquence de commutation convenable.
Une commutation fixe ou réglable, permettant la commande des divers enroulements, des -'pires de court-circuitage, etc...., peut être assurée par n'importe quel moyen classique, prévu à l'intérieur du système, ou bien dans certains cas à l'extérieur de celui-ci, par exemple par télécommande.
Le système commutateur peut être étudié de façon à pou- voir être avancé ou retardé en vue d'une adaptation aux conditions opératoires.
Les trajets magnétiques intervenant dans les réalisations représentées peuvent être consitutés par une matière feuilletée quand cela apparatt nécessaire.
Les enveloppes des noyaux entourés de tubes, utilisées pour certaines applications, peuvent elles-mêmes être normalement isolées et en circuit ouvert, et peuvent subir une commutation de toute manière convenable, analogue à celle utilisée pour les spires de court-circuitage décrites : ces enveloppes peuvent être formées par des empilages de divers tronçons. Lesdites enveloppes peuvent également comporter plusieurs couches isolées les unes par rapport aux autres et placées à l'intérieur les unes des autres, et ces enveloppes ou des parties de celles-ci peuvent également être ali- mentées en courant si cela est désirable.
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En outre, les enveloppe* 23 des noyaux peuvent être constituées par des couches hélicoïdales simples ou multiples, for- mées par une bande ou un fil conducteur isolé en matière magnéti- que, pouv ant subir une commutation (en totalité ou en partie) et pouvant tre, si cela est nécessaire, alimenté en courant. Par ailleurs, la partie centrale du noyau entouré de tubes 21, 21A. 22 peut être formée en partie ou en totalité par une bande enroulée en hélice, cet agencement étant parfois dénommé "noyau formé par une bande hélicoïdale".
Si cela parait avantageux, ces enveloppes en matière magnétique pouvant subir une commutation peuvent être placées dans n'importe quel trajet magnétique dans les différentes réalisations représentées, par exemple autour des déflecteurs de flux.
L'effet général de cet, différentes réalisations de noyaux entourés de tubes est le même que celui obtenu avec des noyaux simples entourés de tubes décrits ci-avant, sauf qu'un certain degré de commande peut être introduit dans le système en vue de satisfaire aux diverses conditions opératoires, par exemple dans les gammes de fréquences élevées.
D'autres modifications encore peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
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