Appareil électrique fonctionnant suivant le principe du compteur Ferraris. La présente invention a trait à des appa reils électriques fonctionnant suivant le prin cipe du compteur Ferraris, dans lesquels un induit se déplace vis-à-vis de noyaux tra versés par les champs magnétiques créés par des bobines de tension et de courant et dans lesquels une plaque en matière bonne conduc trice de l'électricité est déplaqable parallèle ment à l'induit, en vue du réglage du couple moteur nécessaire pour vaincré les frotte ments.
Suivant l'invention cette plaque de réglage est de position et de forme 'telles qu'elle n'est traversée, dans toutes ses positions de réglage, que par le champ magnétique créé par la bobine de tension.
Dans les dispositifs connus, cette plaque est de position et d'une forme telles qu'elle est traversée non seulement par le champ magnétique créé par la bobine de tension, mais aussi par celui créé par la bobine de courant, de sorte que le déplacement de ladite plaque qui ne doit influencer que le couple moteur, a encore d'autres effets non désirés.
Remarquons en effet que lorsque le champ créé par la bobine de courant traverse ladite plaque, ce flux crée dans cette plaque des courants de Foucault réagissant sur le champ magnétique produit par la bobine de courant et dont l'effet s'ajoute en circuit fermé à celui de l'enroulement de cette bobine; il en résulte<B>qu'un</B> déplacement imprimé à la plaque entraîne également des modifications dans l'action combinée de cet enroulement et de ces courants de Foucault, et par conséquent dans le réglage de la vitesse du compteur en charge et dans le réglage du déphasage.
Les dispositifs de ce genre donnent donc lieu à un enchevêtrement des diverses actions tel que toute une série de tâtonnements sont nécessaires pour réaliser un réglage définitif.
Les dessins ci-joints montrent, à titre d'exemple; l'application de l'invention à un compteur monophasé.
La fig. 1 est une vue de côté et la fig. 2 une vue de dessus du compteur; la fig. 3 est une vue de la plaque de réglage; La fig. 4 montre schématiquement la. disposition des flux magnétiques.
L'appareil comporte un bâti 1 de forme plate sur lequel est fixé à l'aide de vis le noyau en tôles feuilletées de fer ou d'une autre matière magnétique, formé de trois branches 2, 3 et 4. La branche centrale porte une bobine de tension 5 constituée d'un grand nombre de fils fins, à laquelle est appliquée la différence de potentiel de la puissance à mesurer. Au-dessous de cette bobine, les bran ches latérales 3 et 4 forment des prolonge ments 6 qui s'étendent jusqu'à proximité de la branche 2. Sous ces prolongements 6, les branches latérales portent les bobines de courant 7, qui peuvent être mises en série ou non.
La branche centrale 2 est pourvue à sa partie inférieure d'une bague de court- circuit 8 en une matière bonne conductrice du courant électrique, que l'on peut fixer à une hauteur réglable à l'aide d'une vis de pres sion 9.
En face des extrémités inférieures des trois branches, -se trouve une pièce 10 en matière magnétique portée par la partie infé rieure du cadre 1 et qui éventuellement peut être venue de fonderie avec ce cadre.
Entre cette pièce 10 et les extrémités des trois branches tourne le disque induit 11 dont l'axe 12 est supporté à la partie supé rieure et à la partie inférieure par des cra paudines fixées aux appuis 13 et 14 du bâti.
Sur la pièce 10, et au-dessous de la branche 2, se trouve une équerre 15 en une matière bonne conductrice du courant élec trique dont la face supérieure 16- sert de plaque produisant le couple moteur pour le démarrage et en même temps corrige les dé fauts de symétrie de l'ensemble de la cons truction du compteur. Pour le réglage de la position, l'aile verticale de l'équerre est pour vue de boutonnières 17 permettant le glisse ment de la plaque par rapport aux vis de fixation 18.
Pour le freinage du mouvement de l'in duit 11, est fait usage, à la manière connue, d'un aimant 19 de position réglable à l'aide des vis 20.
Si on se rapporte à la fig. 4, on voit que la bobine de tension 5 produit un champ magnétique dont les ligues de force suivent un trajet représenté schématiquement par les traits pointillés de la fig. 4. Une partie de ces li gnes de force suivent le trajet<I>a b c d,</I> tandis qu'une autre partie de lignes de force sui vent le trajet cc <I>e f c d.</I> Les lignes de force des champs créés par les bobines de courant 7 sont indiquées schématiquement par les lignes formées de traits et de points.
Une partie de ces lignes de force suit le tra jet d <I>an n</I> 1) c1, tandis qu'une autre partie suit le trajet d în <I>n</I> p r s. Cette figure montre bien que la face supérieure 16 de l'équerre 15 est traversée uniquement par la partie active créée par la bobine de tension et n'est pas traversée par les champs provenant des bobines de courant.
Pour que le compteur donne des indica tions exactes, il faut que le décalage de la partie active a e f b du flux produit par la bobine de tension, par rapport à la partie active du flux produit par la bobine de cou rant, soit exactement de 90 quand ce courant est en phase avec la tension. L'en semble de ce flux est par lui-même décalé d'environ 90 , parce que le circuit magné tique est très perméable et que la bobine 5 a un grand nombre de tours.
Pour obtenir exactement le décalage de 90 , on déplace la bague 8 vers le haut ou vers le bas; comme il y a un certain nombre de lignes de force, allant en décroissant vers le bas, qui se ferment à travers l'air .entre le noyau central et les noyaux latéraux, la bague sera influencée pour produire un décalage, par un flux plus ou moins important passant direc tement dans l'air, suivant la position de la bague en hauteur, ce qui permet donc le réglage du décalage à<B>900.</B>
Comme d'autre part les bobines 7 n'ont que quelques tours et que le champ qu'elles produisent parcourt un circuit magnétique moins perméable que le précédent, les champs créés par ces bobines n'interviennent pour ainsi dire pas pour changer le calage du courant consommé. Ces différents champs pro duisent dans le disque 11 des courants de Foucault, et par la réaction mutuelle de ces courants sur les champs, naissent les couples qui tendent à faire tourner le disque du compteur.
8i le décalage est exactement de 90 , ces couples sont proportionnels au pro duit de la tension appliquée à la bobine 5, de l'intensité du courant circulant dans les bobines 7 et du cosinus de l'angle de déca lage entre ladite intensité et ladite tension.
La bague 8 ne coupant pas les lignes de force du champ créé par les bobines -7, ce champ n'est pas influencé par le déplacement de la bague 8.
L'axe 12 porte à la manière habituelle une vis sans fin 21 qui fait tourner la mi nuterie du compteur. De plus, un petit fil de fer 22 appelé "goupille-fi#eirr" fixé sur l'axe 12 est attiré par le champ de la bobine 5 et empêche la marche à vide du compteur.
Il va de soi qu'en combinant deux mo teurs de l'espèce décrite plus haut on peut faire un compteur triphasé ou un compteur pour puissance biphasée; avec trois moteurs on réalise un compteur pour puissance tri phasée à quatre fils, et ainsi de suite. On peut construire sur le même principe des wattmètres en constituant l'induit d'un sec teur circulaire dont les déplacements sont transmis à une aiguille indicatrice et s'effec tuent contre l'action d'un ressort.
Electrical device operating on the Ferraris counter principle. The present invention relates to electrical devices operating according to the principle of the Ferraris meter, in which an armature moves vis-à-vis cores traversed by the magnetic fields created by voltage and current coils and in which a plate of good electrically conductive material can be moved parallel to the armature, with a view to adjusting the motor torque necessary to overcome friction.
According to the invention, this adjustment plate is of position and shape 'such that it is only crossed, in all its adjustment positions, by the magnetic field created by the tension coil.
In the known devices, this plate has a position and a shape such that it is crossed not only by the magnetic field created by the voltage coil, but also by that created by the current coil, so that the displacement of said plate, which should only influence the engine torque, has other unwanted effects.
Note indeed that when the field created by the current coil passes through said plate, this flux creates in this plate eddy currents reacting on the magnetic field produced by the current coil and whose effect is added in closed circuit to that of the winding of this coil; it follows from it <B> that </B> displacement printed on the plate also entails modifications in the combined action of this winding and these eddy currents, and consequently in the adjustment of the speed of the meter under load and in the phase shift adjustment.
Devices of this kind therefore give rise to an entanglement of the various actions such that a whole series of trial and error are necessary to achieve a final adjustment.
The accompanying drawings show, by way of example; the application of the invention to a single-phase meter.
Fig. 1 is a side view and FIG. 2 a top view of the meter; fig. 3 is a view of the adjustment plate; Fig. 4 schematically shows the. arrangement of magnetic fluxes.
The apparatus comprises a frame 1 of flat shape on which is fixed by means of screws the core of laminated sheets of iron or of another magnetic material, formed of three branches 2, 3 and 4. The central branch carries a voltage coil 5 made up of a large number of fine wires, to which the potential difference of the power to be measured is applied. Below this coil, the lateral branches 3 and 4 form extensions 6 which extend to the proximity of the branch 2. Under these extensions 6, the lateral branches carry the current coils 7, which can be put in series or not.
The central branch 2 is provided at its lower part with a short-circuit ring 8 made of a material which is a good conductor of electric current, which can be fixed at an adjustable height using a pressure screw 9 .
Opposite the lower ends of the three branches, there is a part 10 made of magnetic material carried by the lower part of the frame 1 and which may optionally have come from a foundry with this frame.
Between this part 10 and the ends of the three branches turns the armature disc 11, the axis 12 of which is supported at the upper part and at the lower part by cra paudines fixed to the supports 13 and 14 of the frame.
On part 10, and below branch 2, there is a bracket 15 made of a material which is a good conductor of electric current, the upper face of which 16 serves as a plate producing the motor torque for starting and at the same time correcting the symmetry faults in the entire meter construction. For the adjustment of the position, the vertical wing of the square is for sight of buttonholes 17 allowing the sliding of the plate relative to the fixing screws 18.
For the braking of the movement of the lead 11, use is made, in the known manner, of a magnet 19 with an adjustable position by means of the screws 20.
If we refer to fig. 4, it can be seen that the voltage coil 5 produces a magnetic field whose force lines follow a path shown schematically by the dotted lines in FIG. 4. Part of these lines of force follow the path <I> abcd, </I> while another part of lines of force follow the path cc <I> efc d. </I> The lines of strength of the fields created by the current coils 7 are indicated schematically by the lines formed by dots and dots.
Part of these lines of force follows the path of <I> an n </I> 1) c1, while another part follows the path of d în <I> n </I> p r s. This figure clearly shows that the upper face 16 of the square 15 is crossed only by the active part created by the voltage coil and is not crossed by the fields coming from the current coils.
For the meter to give exact indications, the offset of the active part aefb of the flux produced by the voltage coil, with respect to the active part of the flux produced by the current coil, must be exactly 90 when this current is in phase with the voltage. The whole of this flux is itself shifted by approximately 90, because the magnetic circuit is very permeable and the coil 5 has a large number of turns.
To obtain the exact offset of 90, the ring 8 is moved up or down; as there are a number of lines of force, decreasing downwards, which close through the air between the central core and the lateral cores, the ring will be influenced to produce an offset, by a more flow or less important passing directly in the air, according to the position of the ring in height, which therefore allows the adjustment of the offset to <B> 900. </B>
As on the other hand the coils 7 have only a few turns and the field which they produce travels through a magnetic circuit less permeable than the previous one, the fields created by these coils do not intervene, so to speak, to change the setting of the current consumed. These different fields produce eddy currents in the disc 11, and by the mutual reaction of these currents on the fields, the torques are created which tend to make the disc of the counter turn.
8if the shift is exactly 90, these torques are proportional to the product of the voltage applied to coil 5, of the intensity of the current flowing in coils 7 and of the cosine of the offset angle between said intensity and said voltage.
The ring 8 does not cut the lines of force of the field created by the coils -7, this field is not influenced by the displacement of the ring 8.
The axis 12 carries in the usual manner a worm 21 which rotates the mid nuterie of the counter. In addition, a small wire 22 called "pin-fi # eirr" fixed on the axis 12 is attracted by the field of the coil 5 and prevents the idling of the meter.
It goes without saying that by combining two motors of the kind described above, it is possible to make a three-phase meter or a meter for two-phase power; with three motors, a counter is produced for three-phase four-wire power, and so on. We can build on the same principle wattmeters by constituting the armature of a circular sector whose movements are transmitted to an indicator needle and are effected against the action of a spring.