Transducteur à courant alternatif La présente invention a pour objet un transduc teur à courant alternatif, qui peut être utilisé comme variomètre, comme transformateur à rapport de transformation variable, comme inductance variable ou encore comme dispositif qui peut être appelé potentiomètre magnétique .
Le but de l'invention est de fournir un transduc teur qui fonctionne d'une manière satisfaisante même à des fréquences relativement basses d'exploitation et pour des puissances disponibles aux bornes du secondaire relativement importantes, tout en étant de fabrication et de montage particulièrement simples.
Le transducteur à courant alternatif objet de l'in vention comprend au moins deux éléments discoï- daux se faisant face de part et d'autre d'un entrefer étroit, l'un de ces éléments portant un bobinage plat alimenté en courant alternatif et l'autre de ces élé ments portant également un bobinage plat duquel sera prélevé le courant de sortie du transducteur.
Ce transducteur est caractérisé en ce que chaque bobinage est constitué par des conducteurs plats adhérant intimement à une surface isolante et est appliqué sur un disque en matériau magnétique, sur la face d'entrefer de ce disque, ledit bobinage ali menté en courant alternatif comprenant au moins deux bobines rectorales interconnectées en série et en opposition, et l'autre bobinage comprenant un certain nombre de bobines rectorales interconnectées en série et en opposition de l'une à l'autre, ce nombre de bobines étant supérieur à celui dudit bobinage alimenté en courant alternatif.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, de façon schématique, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue de face d'un élément de transducteur à deux solénoïdes plats. La fig. 2 est une vue de face d'un autre élément de transducteur à quatre solénoïdes plats.
La fig. 3 montre un écran diamagnétique à deux pales.
La fig. 4 est une vue en coupe d'un transducteur à deux éléments discoïdaux, et la fig. 5 est une vue en coupe d'un transducteur à deux éléments discoïdaux et un écran intercalaire. En se référant en premier lieu à la fig. 1, on voit en 1 un disque en matériau magnétique, cons titué par exemple par le spiralage d'une tôle magné tique mince, en fer ou en acier, comme indiqué sur les coupes des fig. 4 et 5, ceci en vue d'éliminer au mieux les courants de Foucault.
Une face au ns de ce disque est planée et, par tout procédé -c-onnus tel qu'un procédé de la technique dite des circuits imprimés , deux bobinages plans solénoïdaux 2 et 3 ont été formés sur cette face. En chaque bobinage on n'a indiqué que quelques spires pour ne pas surcharger le dessin. Chacun des bobinages occupe un secteur de 1800. Le centre du disque est évidé en 4 en vue de son montage ultérieur sur un moyeu. Chaque spire suit donc un tracé comprenant deux arcs de circonférence et deux portions rectilignes parallèles aux rayons délimitant les deux secteurs occupés par les bobinages.
Les deux solénoïdes sont reliés par une connexion 5 telle que le courant appli qué sur une borne d'entrée E par le conducteur 8 circule dans le solénoïde 2 en un sens défini, par exemple, par la flèche 6, et dans le solénoïde 3 dans le sens inverse défini par la flèche 7 avant d'atteindre une borne de sortie S par le conducteur 9.
Les con ducteurs 5, 8 et 9 peuvent être imprimés au verso du disque 1 puis réunis aux bobinages par des traversées conductrices s'étendant d'une face à l'autre de ce disque, ou, d'une autre manière ; les bobi- nages peuvent être formés sur une face d'une mince feuille diélectrique, les conducteurs 5, 8 et 9 étant situés sur la face opposée à celle portant les bobi nages et l'ensemble étant collé sur le disque magné tique qui sert de support. De tels détails sont bien connus dans la technologie courante des circuits imprimés et n'ont pas besoin d'être expliqués ici plus avant.
La constitution de l'élément de la fig. 2 se com prend alors de façon directe puisque cet élément ne diffère de celui de la fig. 1 que par le fait qu'il com porte quatre enroulements solénoïdaux au lieu de deux. Chaque bobinage plat, de 11 à 14, occupe alors un quadrant de couronne et ces solénoïdes sont interconnectés entre eux et avec les bornes E' et S', en série, de manière que les courants y circulent dans les sens indiqués par les flèches respectivement indi quées sur eux. Les connexions 18, 15, 16, 17 et 19 sont de même nature que celles 5, 8 et 9 de la fig. 1.
Un troisième élément, à utiliser dans certains transducteurs seulement, est représenté sur la fig. 3, sa forme étant adaptée à celle de l'élément de la fig. 2 comme on l'expliquera plus loin. Ce troisième élé ment est un écran diamagnétique, en cuivre par exemple, qui comprend deux pales 20 et 21 atte nantes à un moyeu 22, sensiblement du diamètre de la découpe 4 des disques des fig. 1 et 2. Chaque pale couvre sensiblement un quadrant dans le cas considéré ici, soit donc la surface d'un des solénoïdes dans l'élément de la fig. 2.
Pour certaines applications, on peut établir des éléments discoïdaux avec un plus grand nombre de bobinages solénoïdaux. Ce nombre sera de préfé rence toujours pair, chaque solénoïde couvrira natu rellement un secteur d'ouverture limitée en corres pondance du nombre total des solénoïdes. On pour rait alors, et complémentairement, établir, si de besoin, des écrans à nombre de pales accru en cor respondance et égal à la moitié du nombre de bobi nages de l'élément avec lequel il coopérera et qui por tera le plus grand nombre de ces bobinages, l'autre élément pouvant en avoir moins.
En se reportant alors au montage de la fig. 4, on y voit deux éléments discoïdaux, 23 et 24, acco lés pour définir entre eux un entrefer annulaire très étroit. L'élément 23 est porté, par exemple, par un moyeu 25 solidaire d'un arbre 26. Cet arbre est supporté par un palier 27 ménagé dans le demi boîtier 28 et par un palier 29 ménagé dans le demi- boîtier 30. Ce dernier porte fixé sur lui par tout moyen approprié l'élément 24.
Les bornes électriques du bobinage porté par l'élément mobile 23 sont con nectées à deux bagues périphériques 34, elles-mêmes imprimées par exemple sur le pourtour du disque magnétique. Deux frotteurs 33 fixés sur le demi- boîtier 28 assurent les connexions électriques avec ces bagues 34. Si le déplacement angulaire de l'élé ment mobile est limité, l'arc couvert par ces bagues sera également limité. Si on considère que chacun des éléments 23 et 24 d'un tel transducteur est du type de la fig. 1, celui-ci agit en fait comme un transformateur à rap port de transformation variable entre 1 et 0.
L'élé ment 24 étant par exemple celui qui est alimenté en courant alternatif, par les bornes 31 de traversée du demi-boîtier 30, lorsque les axes 44 (fig. 1) des deux éléments sont en coïncidence, le couplage est maximum et le rapport de transformation égal à l'unité. En faisant tourner l'arbre 26, donc l'élément 23, cette coïncidence est détruite et le rapport de transformation s'abaisse jusqu'à devenir nul lorsque le bobinage porté par l'élément 23 vient en quadra ture avec celui porté par l'élément 24.
Si on considère maintenant que l'élément 24, par exemple, est du type de la fig. 2 alors que l'élément 23 demeure du type de la fig. 1 ou vice versa, le transducteur constitue une inductance mutuelle variable. Lorsque l'enroulement 2 d'un des éléments" est en coïncidence avec les enroulements 13 et 14 de l'autre, et donc l'enroulement 3 est en coïncidence avec les enroulements 11 et 12, ou vice versa, le couplage est nul car les flux induits s'équilibrent.
Pour une position de l'élément 23 par rapport à l'élément 24 décalée de + 90o à partir de cette con dition de zéro, les flux induits s'ajoutent dans un sens, tandis que pour une position décalée de -90 , ces flux s'ajoutent dans le sens contraire, les signes étant bien entendu arbitraires. Le couplage varie donc en fait entre deux valeurs d'inductance mutuelle de part et d'autre d'un zéro.
En se reportant maintenant au transducteur de la fig. 5, on voit que les deux éléments porte-bobi- nages 34 et 35 sont fixés sur les demi-boitiers 36 et 37 et enserrent, dans leur entrefer, un écran 38 porté par un arbre 40 par l'intermédiaire d'un moyeu 39. Cet arbre 40 passe dans des paliers 41 du boîtier. L'élément 34 étant supposé du type de la fig. 1, par exemple, l'élément 35 est supposé du type de la fig. 2 et donc l'écran 38 est de la forme indiquée sur la fig. 3.
En ce cas, lorsque l'axe 42 (fig. 3) de l'écran coïncide avec les deux axes 44 des éléments 34 et 35, ces axes 44 étant en coïncidence bien entendu, le coefficient de transfert est nul, pour la même raison qu'il l'était dans la fig. 4 à la coïnci dence des axes des deux éléments, l'un du type de la fig. 2, l'autre du type de la fig. 1. Ici les éléments 34 et 35 demeurent en position relative constante. L'écran tourne pour modifier le coefficient de trans- fert, qui devient maximum lorsque l'axe 42 de l'écran est à 90 de sa position de zéro ou de repos.
Toute fois, et pour la même raison que précédemment, la tension recueillie aux bornes du secondaire sera d'une certaine phase pour l'une des positions à 90 de cet écran, et de la phase contraire pour l'autre position à 90 de cet écran.
Si on utilise des éléments à plus grand nombre de bobinages rectoraux, les courses utiles sont simple ment réduites en proportion.