<Desc/Clms Page number 1>
Il est connu, pour le réglage de dynamos à courant conti- nu en vue d'obtenir une tension constante pour des vitesses de rotation variables (par exemple en cas de commande par une roue à eau, une turbine à eau, une roue à vent, un véhi- cule, etc.), d'exciter la machine principale, dont la tension doit être réglée-, au moyen d'une machine excitatrice fonction- nant comme machine'auxiliaire. Cette machine auxiliaire peut en outre fonctionner comme dynamo avec excitation supplémen- taire ou contre-excitation sur les bobines d'excitation de la machine principale, ou bien cornue moteur excitateur tour- nant librement, fournissant une contre-tension appropriée et influencant ainsi l'excitation de la machine principale.
Machine dynamo-électrique excitée en série et comportant un enroulement inducteur auxiliaire monte en pont de Wheatstone.
<Desc/Clms Page number 2>
Il est essentiel dans toutes ces dispositions que les variations de l'excitation suivent rapidement les variations se produisant dans la tension et que les influences de l'é- lévation le température ou des variations de résistance des bobines d'excitation soient compensées.
Ce résultat s'obtient suivant la présente invention en utilisait cornue machine excitatrice une dynamo à excitation en série, avec excitation supplémentaire connecté en pont.
L'invention est basée sur le fait que la machine à excitation en série possède en fonctionnement une grande sen- sibilité aux variations du courant de charge, du nombre de tours, le la résistance intérieure ainsi que de la tension aux bornes, et que cette sensibilité peut être influencée dans n'importe quelle mesure désirée par une excitation sup- plémentaire qui est raccordée au montage en pont connu en lui-même.
Lorsqu'alors suivant la présente invention, d'après la fig. 1, le pont de Wheatstone 1-3-2-4 sur lequel l'excitation supplémentaire 5 est branchée n'est pas raccordé aux bornes le 1 induit a. proprement dit, Liais bien aux bornes d'induit .le la génératrice principale à induit A qui doit être mainte- nue à tension constante, le pont est influence par la tension le la machine principale.
Ce ..iode d'excitation au moyen d'une machine excitatrice présent -3 au point de vue technique et économique, par rapport auxnontages connus, d'aspect extérieur analogue, ce grand avantage que la charge du pont de Wheatstone est très faible, car une petite partie seulement de l'excitation totale doit être couverte par lui tandis que la partie principale de L'excitation est fournie par l'enroulement en série.
<Desc/Clms Page number 3>
On connaît déjà un montage dans lequel la machine excita- trice fonctionne purement comme une dynamo en dérivation à excitation étrangère et reçoit son excitation totale du pont de Wheatstone, La perte dans le pont est de ce fait très grande et l'emploi de ce montage n'est pas réalisable économi- quement, contrairement au montage faisant l'objet du présent brevet.
Le fonctionnement du montage de la fig. 1 se fait comice suit :
Lorsque les résistances 1 et 3 sont choisies de faon appropriée comme résistances a dépendance positive de la ten- sion (par exemple des résistances en fer) et les résistances 2 et 4 comme résistances constantes ou à dépendance négative de la tension (par exemple des résistances du genre du char- bon), toute variation de la tension de la machine a pour effet que, si la tension augmente par exemple, il s'écoule dans 1 ' enroulement auxiliaire ou de commande5 un courant qui agit en sens inverse de l'enroulement en série h et réduit ainsi la tension aux bornes de l'induit a.
Lais de ce fait, le courant est affaibli également dans l'enroulement d' excita- tion n de la machine principale et par conséquent la tension de celle-ci est ramenée a la valeur normale. Lorsque la ten- sion de la machine principale tombe, les choses se passent inversement. L'enroulement auxiliaire 5 vient en aide dans ce cas à l'enroulement principal h de la dynamo de commande, la tension augmente dans l'induit de celle-ci et par consé- quent le courant d'excitation augmente aussi dans l'enroule- ment en dérivation n de la machine principale et il en est donc de même de la tension aux bornes de cette dernière.
A
<Desc/Clms Page number 4>
L'enroulement auxiliaire fonctionne alors seulement comme enroulement de commande ou comme enroulement supplémentaire avec une perte minime correspondante dans le pont.
Une autre amélioration de caractère économique est obte-
Due lorsque suivant la fig. 2, l'induit a de la machine exci- tatrice est monte comme machine supplémentaire en série avec la machine principale ou l'induit A de celle-ci, car de ce fait la puissance nécessaire de la machine excitatrice est diminuée. Lorsque, dans ce cas, les conditions de l'excitation sont compensées de telle faon que l'induit a donne de la contre-tension dans toute l'échelle du réglage, on évite également le passage par la tension 0 avec les influences défavorables de la rémanence, qui peuvent se produire dans le montage de la fig. 1.
Si par exemple, le groupe de machines fonctionne à vi- le avec une grande vitesse de rotation et si la machine exci- tatrice donne une contre-tension appropriée, et qu'en même temps la tension aux bornes de l'enroulement en dérivation n de la machine principale diminue, l'excitation de la machine principale est diminuée et malgré le nombre de tours élevé, la tension normale est produite aux bornes de l'induit A. Si alors le nombre de tours du groupe de machines diminue, la contre-tension de la machine excitatrice diminue en conqéquen- ce.
Mais de ce fait, la tension à l'enroulement en dériva- tion n augmente, l'excitation de la machine principale s'é- lève t l'on compense ainsi la perte de tension produite par .La diminution du nombre de tours.
Pour le nombre de tours normal et la 'tension normale de pleine charge, le pont de heatstone peut être réglé de faon à ne fournir aucune excitation supplémentaire ou seulement @
<Desc/Clms Page number 5>
une excitation additionnelle ou antagoniste. On peut produire ainsi d'une faon simple des modifications de la caradtéris- tique.
Dans les deux montages indiqués, on peut employer en outre, par exemple dans la machine principale A, un faible enroulement en série pour venir en aide à l'enroulement en dérivation n, ou bien dans la machine excitatrice a, un enrou- lement en dérivation fixe pour venir en aide à l'enroulement en série h ou à l'enroulement supplémentaire 5, pour produire d'autres influences sur les champs efficaces.
Ceci est avan- tageux dans certaines circonstances pour la production d'une caractéristique ascendante de tension lorsque le nombre de tours diminue ou que la charge augmente (commande par roue à eau ou par turbine à eau),ou d'une caractéristique ascen- dante de tension lorsque le nombre de tours et la charge augmentent (commande par roue à vent). Pour éviter des phé- nomènes oscillatoires entre la machine principale et la ma- chine excitatrice, de semblables enroulements auxiliaires peuvent être avantageux aussi. Des résistances de réglage qui deviennent éventuellement nécessaires pour le réglage de la tension désirée et pour influencer la caractéristique, de tension n'ont pas été représentées sur les schémas pour plus de clarté.
La machine excitatrice peut être accouplée directement à la machine à excitation en série ou bien être actionnée d'une manière appropriée quelconque avec un nombre de tours proportionné. La machine excitatrice peut en outre, d'une manière connue, marcher librement comme moteur (moteur exci- tateur ) sans commande particulière, avec production de contre /tension.
<Desc / Clms Page number 1>
It is known, for the adjustment of direct current dynamos in order to obtain a constant voltage for variable rotational speeds (for example in the case of control by a water wheel, a water turbine, a wind wheel , a vehicle, etc.), to excite the main machine, the voltage of which must be regulated, by means of an exciter machine functioning as an auxiliary machine. This auxiliary machine can furthermore function as a dynamo with additional excitation or counter-excitation on the excitation coils of the main machine, or alternatively as the exciter motor rotating freely, providing an appropriate counter-voltage and thus influencing the output. excitation of the main machine.
Dynamo-electric machine excited in series and comprising an auxiliary inductor winding mounted in a Wheatstone bridge.
<Desc / Clms Page number 2>
It is essential in all these arrangements that the variations in excitation quickly follow the variations occurring in the voltage and that the influences of temperature rise or variations in resistance of the excitation coils are compensated for.
This result is obtained according to the present invention by using the exciter machine retort a dynamo with excitation in series, with additional excitation connected in bridge.
The invention is based on the fact that the machine with series excitation has in operation a great sensitivity to variations of the load current, of the number of turns, the internal resistance as well as of the voltage at the terminals, and that this sensitivity can be influenced to any desired extent by additional excitation which is connected to the bridge arrangement known per se.
When then according to the present invention, according to FIG. 1, the Wheatstone bridge 1-3-2-4 to which the additional excitation 5 is connected is not connected to the terminals 1 induces a. proper, connects the main armature generator A to the armature terminals, which must be maintained at constant voltage, the bridge is influenced by the voltage of the main machine.
This excitation iodine by means of an excitation machine presents -3 from a technical and economic point of view, compared to known assemblies, of similar external appearance, this great advantage that the load of the Wheatstone bridge is very low, for only a small part of the total excitation needs to be covered by it while the main part of the excitation is supplied by the series winding.
<Desc / Clms Page number 3>
An assembly is already known in which the excitation machine functions purely as a bypass dynamo with foreign excitation and receives its total excitation from the Wheatstone bridge. The loss in the bridge is therefore very large and the use of this assembly is not economically feasible, unlike the arrangement which is the subject of the present patent.
The operation of the assembly of FIG. 1 is done as follows:
When resistors 1 and 3 are appropriately chosen as positively voltage dependent resistors (eg iron resistors) and resistors 2 and 4 as constant or negative voltage dependent resistors (eg resistors of the charcoal type), any variation in the voltage of the machine has the effect that, if the voltage increases, for example, a current flows in the auxiliary or control winding5 which acts in the opposite direction. winding in series h and thus reduces the voltage across the armature a.
However, the current is weakened also in the energizing winding n of the main machine and therefore the voltage thereof is returned to the normal value. When the main machine voltage drops, the reverse is true. The auxiliary winding 5 in this case comes to the aid of the main winding h of the control dynamo, the voltage increases in the armature of the latter and consequently the excitation current also increases in the winding. - bypass n of the main machine and the same is therefore true of the voltage across the latter.
AT
<Desc / Clms Page number 4>
The auxiliary winding then functions only as a control winding or as an additional winding with a corresponding minimal loss in the bridge.
Another improvement of an economic character is obtained.
Due when according to fig. 2, the armature a of the exciter machine is mounted as an additional machine in series with the main machine or the armature A thereof, because thereby the required power of the exciter machine is reduced. When, in this case, the conditions of the excitation are compensated in such a way that the armature has given counter-tension in the whole scale of the adjustment, one also avoids the passage through the voltage 0 with the unfavorable influences of remanence, which can occur in the assembly of FIG. 1.
If, for example, the machine group is running at a high rotational speed and if the excitation machine gives an appropriate counter-voltage, and at the same time the voltage at the terminals of the shunt winding n of the main machine decreases, the excitation of the main machine is reduced and despite the high number of revolutions, the normal voltage is produced at the terminals of the armature A. If then the number of revolutions of the group of machines decreases, the counter -tension of the exciting machine decreases accordingly.
But because of this, the voltage at the n-branch winding increases, the excitation of the main machine is raised and the loss of voltage produced by the decrease in the number of turns is thus compensated for.
For the normal number of turns and the normal full load voltage, the heatstone bridge can be set to provide no additional excitation or only @
<Desc / Clms Page number 5>
additional or antagonistic excitement. In this way, changes in the characteristic can be produced in a simple way.
In the two arrangements indicated, it is also possible, for example, in the main machine A, to employ a small series winding to aid the branch winding n, or in the exciter machine a, a winding in series. fixed shunt to aid the series winding h or additional winding 5, to produce other influences on the effective fields.
This is advantageous in some circumstances for producing a rising voltage characteristic when the number of revolutions decreases or the load increases (water wheel or water turbine control), or of a rising characteristic. voltage when the number of revolutions and the load increase (control by wind wheel). To avoid oscillatory phenomena between the main machine and the exciter machine, similar auxiliary windings can be advantageous as well. Trimming resistors which eventually become necessary for setting the desired voltage and for influencing the voltage characteristic have not been shown in the diagrams for clarity.
The exciter machine may be coupled directly to the series excitation machine or be actuated in any suitable manner with a proportionate number of revolutions. The exciter machine can also, in a known manner, run freely as a motor (exciter motor) without any particular control, with production of counter / voltage.