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EXCITATRICE SANS BALAIS A AUTOEXCITATION POUR ALTERNATEURS.
On sait qu'il est courant de remplaoer les excitatrices classiques à courant continu des alternateurs par des excitatrices dites "sans-balais" consistant en un alternateur auxiliaire dont l'induit polyphasé, entraîné par l'arbre de l'alternateur, alimente l'inducteur de celui-ci à travers des redresseurs tournant avec l'arbre; on évite ainsi, outre les inconvénients inhérente aux collecteurs des excitatrices à courant continu, @
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, s ,'aif oSRa-; i . l'usage de bagues et de balais pour l'alimentation de l'inducteur de l'alternateur. Cependant, si on désire auto-exciter une telle excitatrice, on est obligé d'avoir
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recours à des bagues et à des balais pour prélever à son induit polyphasé tournant la puissanoe nécessaire à l'excitation de son inducteur fixe.
La présente invention procure le moyen d'éviter cet inconvénient en tirant de la partie fixe de l'excita- trice l'énergie nécessaire à son excitation et ce, en exploitant le fait que la denture du rotor produit une pulsation non négligeable du flux inducteur qui peut être utilisée pour engendrer une force électromotrice dans des conducteurs convenablement disposés.
La génératrice suivant l'invention est carao- térisée en ce que, dans chacun des épanouissements polaires de son inducteur sont pratiquées des enooohes longitudina.- les tournées vers l'entrefer, dont le pas angulaire est en rapport avec celui des dents du rotor, dans lesquelles sont disposés des conducteurs formant un enroulement à courant alternatif dont le pas polaire est égal au pas des encoches, la tension résultante engendrée dans les différents enroulements ainsi constitués étant redressée et utilisée pour alimenter l'inducteur de la génératrice.
La description ci-après et les dessins annexée se rapportent à un exemple particulier de réalisation de l'invention.
La figure 1 montre une vue partielle en coupe transversale d'une excitatrice comprenant un stator 1, portant des pôles 2 équipés chacun d'un enroulement
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d'excitation non représente, et un rotor muni d'un enroulement triphasé loge dans des encoches 4. Dans l'épanouissement polaire 5 du pôle 2 sont pratiquées des encoches 6 dont le pas angulaire est égal à la moitié de celui des encoches 4 du rotor et dans lesquelles est disposé un enroulement à courant alternatif tel que schématise à la fig.2, dont chacun des pelez embrasse deux encoches consécutives.
On voit que, lorsqu'au cours de la rotation du rotor 3, une dent de celui-ci s'approche d'une des encoches 6, elle s'éloigne de la précédente et
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qa'cp.=a avoir effectué un féoiacement d'un pas, la posi- ti on relative des dente rotoriquea et des encoches revient dans la même situation. La pulsation du' flox du p6le 2 par les discontinu!t4e rotoriques induit dono dans ;'enroulement placé dans les-encoches 6 une force élec- tromotrice dont la fréquence, correspond µ¯un nombre de
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1;6'>#:i ôfliii au double du nombre des encochee'du rotor.
En connectant en série les enroulements des différents
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,2r)ttnouif3cement polaires, on obtient aux bornes de l'on- rouiotnent total une tension Wlternittive qui, après 1 (Idrevopment, peut être utiltee-e pour MHofntcr les induc- teurs enroulés sur lea p8lea"2. Lit fiK.3 3 montre le schéma d'ensemble d'un alternatau!" 4qupé d'une.excitatrice nuto-excitfition comme dearlt'ci-dr.neue. L'alternateur con.pn,nd un etittor triphisat5 "1 et un rotor 8 poirtfint le ir;liict6.ur ?.
Sur t'hrbre du Irotoi- ii ent ciild la rotor Ir :'cxcltutrieP dont 1'enrààiemti>t triphasé 10 alimente
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l'inducteur 9 à travers un pont redresseur 11 disposé sur l'arbre. L'enroulement d'excitation 12 de l'excita- trioe, placé sur les pôles 2 de la fig.1, est alimenté, par l'intermédiaire d'un redresseur 13, par la tension engendrée dans l'enroulement 14 disposé dans les encoches 6 des épanouissements polaires de l'excitatriee. Le courant d'excitation est réglable au moyen d'un rhéostat de champ 15 commandé manuellement ou par un régulateur de tension.
Au démarrage de l'alternateur, le flux rémanent des pôles de 1'excitatrice, modulé par la denture rotorique, induit une force électromotrice dans l'enroulement 14 qui excite l'enroulement 12, ce qui renforce le flux induc- teur d'où un accroissement de la force .électromotrice engendrée dans l'enroulement 14 et le processus se pour- suitcomme dans le cas d'une génératrice shunt à courant continu.
On peut imaginer toutes variantes à l'exemple de réslisation décrit ci-dessus sans sortir du cadre de la présente invention.
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SELF-EXCITED BRUSHLESS EXCITATOR FOR ALTERNATORS.
It is known that it is common practice to replace the conventional direct current exciters of the alternators by so-called "brushless" exciters consisting of an auxiliary alternator whose polyphase armature, driven by the shaft of the alternator, supplies the generator. inductor thereof through rectifiers rotating with the shaft; this avoids, in addition to the drawbacks inherent in the collectors of direct current exciters, @
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, s, 'aif oSRa-; i. the use of rings and brushes for supplying the alternator inductor. However, if one wishes to self-excite such an exciter, one is obliged to have
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use of rings and brushes to take from its rotating polyphase armature the power necessary for the excitation of its fixed inductor.
The present invention provides the means of avoiding this drawback by drawing from the fixed part of the exciter the energy necessary for its excitation and this, by exploiting the fact that the teeth of the rotor produce a non-negligible pulsation of the inducing flux. which can be used to generate an electromotive force in suitably arranged conductors.
The generator according to the invention is characterized in that, in each of the pole shoes of its inductor are practiced enooohes longitudina.- the facing towards the air gap, the angular pitch of which is in relation to that of the teeth of the rotor, in which are arranged conductors forming an alternating current winding whose pole pitch is equal to the pitch of the notches, the resulting voltage generated in the various windings thus formed being rectified and used to supply the inductor of the generator.
The following description and the accompanying drawings relate to a particular embodiment of the invention.
FIG. 1 shows a partial view in cross section of an exciter comprising a stator 1, carrying poles 2 each equipped with a winding
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excitation not shown, and a rotor provided with a three-phase winding is housed in notches 4. In the pole shoe 5 of pole 2, notches 6 are formed, the angular pitch of which is equal to half that of the notches 4 of the pole. rotor and in which is arranged an alternating current winding as shown schematically in fig.2, each of the peels embraces two consecutive notches.
It can be seen that, when during the rotation of the rotor 3, a tooth of the latter approaches one of the notches 6, it moves away from the previous one and
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qa'cp. = having taken a staggered step by one step, the relative posi- tion of the rotor teeth and the notches returns to the same situation. The pulsation of the flox of pole 2 by the discontinuous rotorics therefore induces in the winding placed in the notches 6 an electromotive force whose frequency corresponds to a number of
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1; 6 '> #: i ôfliii twice the number of notches in the rotor.
By connecting in series the windings of the different
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, 2r) polar ttnouif3cement, one obtains at the terminals of the total on- rouiotnent a Wlternittive voltage which, after 1 (Idrevopment, can be used for MHofntcr the inductors wound on the p8lea "2. Lit fiK.3 3 shows the overall diagram of an alternatau! "4qupé of a nuto-excitfition exciter like dearlt'ci-dr.neue. The alternator con.pn, nd an etittor triphisat5" 1 and a rotor 8 poirtfint the ir ; liict6.ur?.
On the shaft of the Irotoi- ii ent ciild the Ir rotor: 'cxcltutrieP whose three-phase coil> t 10 feeds
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the inductor 9 through a rectifier bridge 11 arranged on the shaft. The excitation winding 12 of the exciter, placed on the poles 2 of fig. 1, is supplied, via a rectifier 13, by the voltage generated in the winding 14 arranged in the notches 6 of the pole shoes of the exciter. The excitation current is adjustable by means of a manually controlled field rheostat or by a voltage regulator.
When the alternator starts up, the residual flux from the poles of the exciter, modulated by the rotor teeth, induces an electromotive force in the winding 14 which excites the winding 12, which reinforces the inductive flux from which an increase in the electromotive force generated in the winding 14 and the process continues as in the case of a direct current shunt generator.
One can imagine any variant of the reslisation example described above without departing from the scope of the present invention.