Convertisseur électrique à enroulements non rotatifs. L'objet de l'invention est un convertisseur électrique à enroulements non rotatifs, com portant deux noyaux magnétiques portant chacun un enroulement, dont l'un reçoit d'une source extérieure des courants électriques créant dans les noyaux des variations de champ magnétique, lesdites variations de champ induisant dans le second enroulement des tensions utilisables sur un circuit ex térieur, les sections de l'un au moins des mêmes enroulements étant connectées aux lames d'un collecteur fixe, sur lequel frottent des. balais mobiles, et les deux noyaux (qui sont de préférence des corps de rotation co axiaux) étant séparés l'un de l'autre par un entrefer à réluctance réglable, ce qui permet un réglage de la tension fournie.
Le dessin annexé représente schématique ment une forme d'exécution de l'objet de l'in vention donnée à titre d'exemple.
Dans ce dessin, 1 est un premier noyau de tôle, en forme de cylindre creux, obtenu de préférence en enroulant sur une armature métallique un long ruban d'acier pour dyna mos. 2 est un bâti sur lequel le noyau est boulonné d'une façon quelconque. 3 est un enroulement monophasé ou polyphasé, ana logue, sous tous les rapports, à celui que comporte, par exemple, tout stator de moteur asynchrone, mais placé sur l'une des faces latérales du noyau, de préférence dans des alvéoles.
4 est un deuxième noyau semblable au premier, si ce n'est pas le nombre et la forme des alvéoles. 5 est un enroulement logé égale ment dans des alvéoles, de préférence, et tout à fait analogue à celui que porte l'induit d'une dynamo à courant continu, mais placé sur une face latérale du noyau 4, cette dite face étant montée, dans l'ensemble du con vertisseur, en regard de celle qui-, dans le noyau 1, porte le bobinage 3.
Sur le dessin, on a figuré entre les noyaux 1 et 4 un entre- fer dont on peut faire varier la longueur en éloignant ou rapprochant le noyau 4 du noyau 1. 6 est un collecteur auquel sont connectées les diverses sections du bobinage 5, selon l'un ou l'autre des schémas employés dans les dynamos à courant continu; la surface frot- tante de ce collecteur est, de préférence, inté- rieure. 7 est un deuxième bâti sur lequel sont boulonnés le noyau 4 et le collecteur 6. Ce bâti 7 est susceptible de se déplacer légère ment dans le sens de l'axe commun des noyaux, ceci afin de permettre de faire varier la lon gueur de l'entrefer.
Sur le dessin, on a figuré le deuxième bâti 7 porté par des rouleaux 8-8 qui en facilitent le déplacement.
9-9 sont des bras de forme quelconque, centrés, par exemple, sur l'armature de cha cun de noyaux 1 et 4 et comportant des cous sinets 10.
On voit qu'aucun des organes décrits jus qu'ici n'est rotatif.
11 est un arbre pouvant tourner dans les coussinets 10, et portant des bras 12 sur les quels sont montés, avec interposition de ma tières isolantes, des tiges 13 sur lesquelles sont fixés des porte-balais non figurés sur le dessin; le nombre des lignes de porte-balais dépend d'ailleurs, comme dans tout induit de dynamo à courant continu, du schéma de bo binage adopté. Les lignes de porte-balais de même polarité sont reliées à deux bagues métalliques isolées et fixées sur l'arbre 11, bagues qui n'ont également pas été figurées sur le dessin, et sur lesquelles frottent des balais.
L'arbre 11 peut être actionné d'une façon quelconque, à une vitesse choisie d'avarice, par exemple par un petit moteur auxiliaire.
Le fonctionnement de l'objet de l'inven tion est le suivant: Lorsque les balais frottant sur les bagues reliées électriquement aux tiges 13 sont bran chés sur une source de courant continu, l'arbre 11 et les porte-balais qu'il entraîne étant d'ailleurs supposés un instant au repos, le courant qui circule dans les spires de l'en roulement 5 crée de champs magnétiques qui se ferment sur eux-mêmes, en partie dans l'entrefer et en partie dans le noyau 1. Le nombre des pôles magnétiques dépend d'ail leurs du schéma d'enroulement choisi pour l'enroulement 5.
Si, maintenant, on suppose que l'arbre 11, avec ses porte-balais, tourne, il est évident que les champs magnétiques tourneront égale- ment avec la même vitesse angulaire que les balais; en se déplaçant, ils couperont les con ducteurs de l'enroulement 5 et créeront, dans ce dernier, une force contre-électromotrice qui limitera l'intensité absorbée sur la source extérieure; c'est ce qui se passe dans un mo teur à courant continu, à induit rotatif, où l'intensité du courant absorbé sur le circuit extérieur est proportionnelle à la différence entre la tension dudit circuit et la force contre-électromotrice des enroulements.
Il est donc établi que, par suite de la rotation des balais, la source extérieure de courant continu crée dans le noyau 4 des champs magnétiques tournant autour de l'axe de rotation, champs qui se ferment, cri tra versant l'entrefer, sur, le noyau 1 et y tour nent à la même vitesse que dans le noyau 4.
Ces champs coupent, dans leur mouvement, les conducteurs de l'enroulement 3 et créent dans cet enroulement une force électromotrice que l'on peut utiliser dans un circuit exté rieur sous une forme quelconque, par exemple sous forme 1 De courant monophasé si l'enroulement 3 comporte un seul circuit, 2 De courant bi- ou triphasé s'il en com porte deux ou trois, ou encore, selon une va riante non figurée sur le dessin, 3 Sous forme de courant continu, s'il com porte également des sections reliées à un col lecteur, comme dans un induit de dynamo à courant continu, le collecteur étant cependant fixe et les balais mobiles.
On voit que le convertisseur est réver sible, c'est-à-dire que, si dans l'exemple re présenté schématiquement, on alimente l'en roulement 3 par une source de courant alter natif polyphasé, on pourra obtenir, aux bor nes de l'enroulement 5, un courant continu à condition d'actionner les porte-balais à une vitesse bien déterminée.
En résumé, on peut donc, au moyen du convertisseur faisant l'objet de l'invention, transformer à titre tension quelconque: 1 Du courant continu en courant continu, 20' Du courant continu en courant mono- ou polyphasé, 3 Du courant mono- ou polyphasé en courant continu.
Le rapport de "conversion", c'est-à-dire le rapport entre la tension "primaire" (soit, celle de la source de courant sur laquelle le convertisseur est branché) et celle qu'il four nit (la tension "secondaire") dépend princi palement du nombre de spires des enroule ments 3 et b. Ce rapport des tensions peut cependant être modifié, dans certaines limites, par exemple en vue d'un réglage (automati que ou non) de la tension secondaire, en faisant varier la longueur de l'entrefer exis tant entre les deux noyaux, et cela par un simple déplacement (automatique ou non) du bâti mobile 7 le long de l'axe du convertisseur.
Enfin, dans le cas de transformation du courant mono- ou polyphasé en courant con tinu, par exemple, l'arbre 11 portant les porte- balais sera actionné par un moteur synchrone quelconque en vue de réaliser la concordance parfaite entre le déplacement du flux magné tique et la rotation des balais.
Ilva sans dire, d'ailleurs, que toutes les règles de la construction des machines électriques, soit à courant continu, soit à courant alternatif, no tamment celles qui concernent la bonne com mutation aux collecteurs, seront appliquées à l'objet de l'invention. Il sera notamment facile de munir le convertisseur de pôles auxi liaires de commutation, tournant avec les porte-balais et destinés à réduire les effets nuisibles de la force électromotrice de self- induction des bobines court-circuitées pendant la commutation.
Un pourra enfin donner au convertisseur la forme générale d'un moteur asynchrone, le réglage de la tension s'obtenant par dé placement de l'armature le long de son axe.