Installation de distribution de courant continu. La présente invention a pour objet une installation de distribution de courant continu dans laquelle, pour obtenir aux bouts des cir cuits alimentés par une ligne à courant con tinu .une subdivision de la tension de cette ligne en n tensions fondamentales à gradient constant, est inséré entre cette ligne alimen- tatrice et les circuits alimentés au moins une machine dynamoélectrique comportant quatre enroulements, électriquement indépendants qui fonctionnent cri série et se succèdent cri partant d'un bout de la ligne dans l'ordre suivant:
le premier enroulement supporte un rime de la tension de la ligne; le second supporte une tension à choisir entre titi et quatre rimes, le troisième supporte une tension à choisir entre titi et trois rrNes, le quatrième supporte une tension à choisir entre un et deux n'es de la tension de la ligne.
Les buts principaux que l'on se propose d'atteindre par cette disposition sont 1 De disposer d'un nombre suffisant de tensions pour que l'emploi de la machine dynamo-électrique, spécialement dans les ins tallations pour traction électrique; puisse être étendu aux installations comportant de mo teurs de puissance plus élevée.
2e D'obtenir une telle subdivision de la tension de la ligne parmi les enroulements de la machine dynamo-électrique qu'entre les bouts de chaque enroulement il n'existe jamais une tension supérieure à une moitié de la ten sion de la ligne, l'application du système aux hautes tensions étant de la sorte facilitée.
Dans ce qui suit on décrira une installa tion comportant une seule machine dynamo électrique à quatre enroulements. Une forme d'exécution de cette machine dynamoélectrique est représentée schématiquement et à titre d'exemple dans le dessin annexé.
Lafig.1 est une vue de la machine dynamo électrique, la fig. 2 montre le schéma des cir cuits d'alimentation, dérivés de la machine dynamoélectrique, la fig. 3 montre à plus grande échelle une section d'une rainure contenant les enroulements, .les fig. 4 et 5 montrent deux modes d'insertion des moteurs pour obtenir deux vitesses désirées.
Dans la machine- dynamoélectrique des sinée, or. obtient, par suite de la construction qui va être décrite, une compensation magnétique parfaite parmi les enroulements d'induit de façon à rendre pratiquement négligeables, non seu lement les réactions d'induit, mais aussi les f. c. é. m. de réactance pendant la commuta tion.
Dans ce but les deux collecteurs latéraux de la machine dynamoélectrique usuelle à deux collecteurs sont divisés en deux parties se succé dant le long de l'axe de la machine, et à chacune desdites parties aboutit un enroulement sé paré.,<I>a, b, c, et a',</I> de telle sorte qu'il y a quatre circuits d'induit électriquement indé pendants. Chacun des quatre enroulements comporte le même nombre de sections et par conséquent chaque rainure contient le même nombre de sections de tous les enroulements (fig. 3).
En outre, lion seulement les quatre collecteurs comportent le même nombre de lamelles, mais leurs lamelles sont orientées et reliées aux sections de telle façon que les sections logées dans les mômes rainures aboutissent à des lamelles situées dans le même plan axial. Il s'ensuit que, s'il y a une seule ligne de balais, la commutation se fait contemporanément pour toutes les sec tions logées dans les mêmes rainures et par conséquent, si les ampères-tours placés dans une même rainure sont tous compensés, les effets de l'induction mutuelle annulent ceux de la self-induction et par là éliminent aussi les f. c. é. m. de réactance pendant les inver sions simultanées de courant, c'est-à-dire pendant la commutation.
Les quatre enroulements susmentionnés sont reliés en série d'une façon permanente et sont alimentés par la tension V de la ligne. Chaque enroulement absorbe les ten sions indiquées dans la table ci-dessous et ils se suivent, à partir du bout positif de la ligne alimentatrice, dans l'ordre ci-après I = Enroulement cr-;
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tension <SEP> absorbée <SEP> g <SEP> = <SEP> V
<tb> n II = Enroulement b;
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tension <SEP> absorbée <SEP> r <SEP> = <SEP> 1 <SEP> ou <SEP> 2 <SEP> ou <SEP> ='
<tb> n <SEP> <B>il</B> <SEP> 11
<tb> ou <SEP> 4 <SEP> V
<tb> n III = Enroulement c;
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tension <SEP> absorbée <SEP> s <SEP> = <SEP> 1 <SEP> ou <SEP> 2 <SEP> on <SEP> 3 <SEP> V
<tb> <B>il <SEP> il</B> <SEP> n IV = Enroulement a';
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tension <SEP> absorbée <SEP> t <SEP> = <SEP> 1 <SEP> ou <SEP> 2 <SEP> V.
<tb> <B>il</B> <SEP> n En outre il faut évidemment que
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<B>11 <SEP> 1</B> <SEP> V.
<tb> r1 Enfin le nombre n lui-même peut varier de quatre à neuf.
En dedans de ces limites, on peut établir plusieurs combinaisons entre les valeurs de r, s, t de telle façon qu'en dérivant le circuit alimenté entre deux points quelconques parmi les points A, I3, <I>C, D,</I> .L' (fig. 2) on aie toujours la possi bilité de fournir au circuit alimenté ii ten sions différentes à gradient constant c'est-à- dire égal à
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V.
Les combinaisons les plus importantes sont données par la table sui vante
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rli e\ <SEP> de <SEP> I <SEP> SOnll)re <SEP> de <SEP> tensions <SEP> dis ponibles <SEP> en <SEP> réglant <SEP> deux
<tb> g <SEP> I <SEP> r <SEP> s <SEP> ' <SEP> t <SEP> groupes <SEP> de <SEP> moteurs
<tb> 9 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 14
<tb> 8 <SEP> 1 <SEP> 4
<tb> 2 <SEP> 1 <SEP> 12
<tb> 8 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 12
<tb> 7 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 11
<tb> 2 <SEP> , <SEP> i <SEP> 1
<tb> 1 <SEP> y <SEP> y <SEP> I <SEP> u
<tb> 6 <SEP> 1q
<tb> 6 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> \d On remarquera que dans toutes les com binaisons indiquées la tension aux extrémités d'un enroulement ne dépasse jamais la moitié de V.
L'une ou l'autre combinaison pourra convenir dépendamment de la tension maxima que l'on veut atteindre aux extrémités d'un seul collecteur et dépendamment du nombre n de tensions qu'on veut réaliser.
L'emploi le plus important du système est celui pour la traction. Dans ce cas, on dispose ordinairement de deux groupes de moteurs 11h, 1V12 que l'on place en série ou en dérivation ou même indépendamment entre deux couples de bornes A, 13,C <I>D, E,</I> entre lesquelles subsiste la même différence de potentiel. II s'ensuit que l'on a aux bornes de chaque moteur un -nombre de tensions disponibles supérieur à n, le nombre des tensions résulte de la dernière colonne de la table précédente.
Prenons, à titre d'exemple, nu cas on il suffit d'avoir pour la tension maxima aux extrémités d'un seul enroule- ment la limite de
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V et supposons qu'on ait besoin de douze tensions disponibles aux bornes de chacun de deux groupes de mo teurs .1L1', NI2 (fig. .1) excités en dérivation ou en compound pour traction électrique.
II faudra prendre n = 8 et nous choisi rons la seconde combinaison de la table avec
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n-8, <SEP> g- <SEP> 1@ <SEP> r_ <SEP> 4@ <SEP> 7= <SEP> 2; <SEP> t_ <SEP> 1
<tb> <B>III</B> <SEP> n <SEP> n <SEP> n@ Pour cela (fig. 3), si les deux enroule ments<I>a., a'</I> comportent un seul tour par section, l'enroulement b en comportera quatre, et l'enroulement c en comportera deux.
Les douze tensions disponibles, et par conséquent les douze vitesses normales aux quelles on pourra faire successivement mar cher les moteurs seront données par la table suivante, dans laquelle aussi les contacts entre les moteurs et la machine dynamo- électrique sont spécifiés.
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Tension <SEP> sur
<tb> Vitesses <SEP> Contacts <SEP> chaque <SEP> groupe
<tb> d-j <SEP> moteurs
<tb> I <SEP> X <SEP> avec <SEP> D <SEP> et <SEP> Y <SEP> avec <SEP> E <SEP> '/16 <SEP> V
<tb> II <SEP> <I>X <SEP> " <SEP> C <SEP> "Y <SEP> ." <SEP> C</I> <SEP> 2/l6
<tb> III <SEP> <I>X <SEP> " <SEP> C <SEP> " <SEP> Y <SEP> " <SEP> E</I> <SEP> 3/16 <SEP> V
<tb> IV <SEP> <I>X <SEP> " <SEP> B <SEP> "Y <SEP> " <SEP> C</I> <SEP> 4/16V
<tb> V <SEP> X <SEP> " <SEP> A <SEP> " <SEP> Y <SEP> " <SEP> C <SEP> 5/16 <SEP> V
<tb> VI <SEP> <I>X <SEP> " <SEP> B <SEP> " <SEP> Y <SEP> " <SEP> D</I> <SEP> 6/16 <SEP> V
<tb> VII <SEP> <I>X <SEP> " <SEP> B <SEP> " <SEP> Y <SEP> " <SEP> E</I> <SEP> 7/16 <SEP> V
<tb> VIII <SEP> X <SEP> ,,
<SEP> A <SEP> " <SEP> Y <SEP> " <SEP> E <SEP> s/6 <SEP> V
<tb> IX <SEP> <I>H <SEP> " <SEP> A <SEP> " <SEP> h <SEP> " <SEP> C</I> <SEP> 10/1s <SEP> V
<tb> <I>X <SEP> H"B"K"D</I> <SEP> '2/16V
<tb> XI <SEP> <I>H <SEP> " <SEP> B <SEP> " <SEP> .K <SEP> ,i <SEP> L'</I> <SEP> '4/16 <SEP> V
<tb> XII <SEP> H <SEP> " <SEP> 4 <SEP> " <SEP> K <SEP> " <SEP> E <SEP> '6/16 <SEP> V Nous remarquerons que, par exemple, la on zième vitesse peut être réalisée aussi de la ma- nièce suivante:
Or,. ouvre en n n (fig.4) les contacts entre les deux moteurs, on ferme les contacts entre H.' et A, .T1' et<I>D,</I> H2 et <I>D;
</I> K2 et E, et alors par les deux enroule ments d'extrémité rx et a' passe, non la somme, mais la différence des composantes des courants dus aux moteurs al', .D12. Par là la charge totale à l'intérieur de la machine dynamo-électrique est considérablement réduite dans une position sur laquelle le controller s'arrête longtemps, puisqu'elle doit préparer la position de parallèle direct (XII). Comme on le voit, les huit premières positions correspondent à des positions en série, tandis que les autres correspondent à des positions en parallèle.
Le gradient de tension d'une position en série à l'autre est constant; cela vaut aussi pour les positions en parallèle. Pour ces dernières toutefois. le gradient est double; mais aisément surmon- table, car aux positions en parallèle corres pondent toujours des vitesses assez élevées pour permettre de faire varier, par un com- pouridage convenablement étudié, les f. c. é.
m. d'induit pendant la mise en marche ou pendant le freinage de façon à maintenir les courants à tout instant entre des limites admissibles, ce qui, comme on sait, est âu- toinatiquement obtenu par ledit compoundage. En tout cas, la nécessité d'insérer des rhéos tats de arise en marche est réduite au mini mum, leur insertion sera limitée aux premiers instants après chaque commutation et la résistance à insérer sera fort limitée. Si l'on suppose des moteurs excités en dérivation ou en compound d'une façon quelconque, le système tout. entier est parfaitement réversible.
et lorsqu'on passe de la douzième à la pre mière position on a un excédent de. f. é. in. sur les tensions décroissantes que l'on fournit successivement aux induits, ce qui réalise titi abaissement progressif de la vitesse du train par exemple, l'inversion de la marche des moteurs et un recouvrement d'énergie jusqu'à l'arrêt presque complet du train.
Dans le cas où l'on rie faisait pas usage de série-parallèle mais on avait un seul groupe de moteurs alimentés, oir aurait toujours à sa disposition les huit vitesses correspon dant aux huit combinaisons fondamentales du système, comme déjà dit.
Pour ce qui regarde le fonctionnement de la machine dynamoélectrique, nous remar- queronsque, quels que ce soientles points sur les quels on fait la dérivation pour les moteurs, et quelle que ce soit la direction du courant qui parcourt les moteurs, du fait de leur équi libre dynamique les quatre enroulements de la machine dynamo-électrique restent toujours divisés en deux groupes dont l'un fonctionne comme moteur et l'autre comme dynamo.
Il s'ensuit que, puisque chaque rainure contient des sections de tous les enroulements, les ampères-tours y logés sont pratiquement neutralisés, comme il le faut pour éliminer, non seulement les réactions d'induit, ruais aussi les f. c. é. tri. de réactance pendant la commutation, comme il a déjà été dit.
Toutefois rien n'empêche de réaliser la disposition dynamotorique d'après cette in vention même en employant, non nnie seule machine, mais deux ou plusieurs machines dy- namo-électriques placées en série, l'une portant les enroulements<I>a et b</I> et l'autre les enroule ments c <I>et a',</I> l'ordre dans lequel les enroulements se suivent le long de la série restant invarié.
Alors cependant on n'aurait pas dans tous les cas la compensation automatique des ampères-tours d'induit et par conséquent il serait nécessaire d'adopter des pôles auxi liaires ou quelque antre moyen pour assurer une bonne commutation.