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.........,....-----.-.¯-."----¯¯¯¯¯----.------------.¯--.-.---------------.¯¯¯--.--.¯----.¯.,¯¯-.¯ ¯ MACHINE ELECTRIQUE A COLLECTEUR, A CARACTERISTIQUE SHUNT & A VITESSE REGLABLE.
La présente invention a pour objet un mode de réalisation d'une machine à collecteur à caractéristique shunt et à vitesse réglable permettent d'adapter cette machine à un fonctionnement à puissance constante ou à un fonc- tionnement caractérisé par le fait que le couple diminue lorsque la vitesse aug- mente.
Elle s'applique plus particulièrement aux machines à collecteur à variation de vitesse par décalage des balais analogues à celle qui a fait l'ob-
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jet du brevet français No 438.090 du 17/11/11, de la Société Allumant Svenaka
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Elektriska Aktiebolaget.
Ces machines comportant sur la même armature tournante un en- roulement primaire analogue à l'enroulement primaire d'un moteur d'induction ordinaire et un enroulement fermé, relié à un comnutateur, analogue à l'enrou- lement d'induit d'une machine à courant continu.
Le stator comporte un enroulement secondaire polyphasé à phases indépendantes.
Chaque phase possède, par exemple, une entrée et uno sortie. Les entrées des différentes phases sont réunies respectivement aux différentes li- gnes d'un système de balais polyphasés reposant sur le commutateur et supporté par une même couronne mobile, tandis que les sorties des mêmes phases sont réu- nies à un système de balais polyphasés, identique au précédent, reposant sur le même commutateur, mais porté par une autre courormc mobile.
Le commutateur, l'enroulement qui lui est relié et les différentes lignes de bêlais, jouent le rôle du circuit secondaire d'un changeur de fréquence et introduisent dans le circuit secondaire du moteur d' induction, constitué par l'enroulement statorique, des forces électromotrices ayant la fréquence du glisse- ment. On peut faire varier la grandeur de ces forces électromotrices en modifient 1' écartement des balais, il en résulte pour la machine, une variation de vitesse, proportionnelleà cettegrandeur.
Si on néglige la dispersion ainsi que les composantes du courant secondaire pouvant servir à l'amélioration du facteur de puissance, on peut dire que le couple est sensiblement proportionnel eu courant secondaire qui traverse le commutateur.
Le dimensionnement d'une telle machine, tout au moins en ce qui corcerne la partie fondamentale constituée par le circuit secondaire et son com- mutateur, est donc le dimensionnement d'une machine à couple constant.
Si on veut l'utiliser pour des applications à puissance constante, l'enroulement secondaire et le commutateur seront surchargée aux plus basses vi- tesses ou seront mal utilisés aux vitesses élevées.
Pour remédier à cet inconvénient et conformément à la présente in- vention, on constitue chaque phase du circuit secondaire par plusieurs enroule- ments distincts dont le couplage peut être modifié en vue de faire varier le nombre de spires résultant.
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La Fig.l représente une telle machine dont les enroulements se- condaires Si, S2 et S3 sont connectés en série pour le fonctionnement aux plus basses vitesses et la Fig.2 représente la même machine, les enroulements se- condaires étant connectés en parallèle pour le fonctionnement aux vitesses les plus élevées.
On se rend immédiatement compte que, si la force électromotrice correspondent à l'écartement maximun des balais al - b1,a2 - b2, a3 - b3 donne lieu à une variation de vitesse de n@ par rapport à la vitesse synchrone lorsque les enroulements secondaires sont connectés en série, la même force électromotrice donnera lieu à une variation de vitesse de 2 n %, c' est-à-dire, double de la précédente lorsque les enroulements secondaires seront connectés en parallèle.
D'autre part, le même courant secondaire correspondra dans le pre- mier cas, avec enroulements connectés en série, à un couple double du coupla qu'on aurait si les enroulements étaient connectés en parallèle comme dans le second cas.
Si on choisit les nombres de spires des différents enroulements de telle manière que n corresponde au tiers de la vitesse synchrone, soit n % = 33,3 %, on obtiendra avec le premier couplage un réglage de vitesse de 0,666 à 1,333 , exprimé en fonction de la vitesse synchrone, c'est-à-dire, dans la rap- port de 1 à 2. Avec le second couplage on pourrait obtenir, théoriquement, un réglage de vitesse de 0,333 à 1,666, mais pour la marche à puissance constants cn utilisera seulement ce couplage pour les vitesses comprises antre 1,333 à 1,666.
Le réglage de vitesse total utilisé dans ces conditions sera donc dans le rapport de 1, à 2,5.
Le courent et la puissance au collecteur seront les mêmes à la vitesse 0,666 avec le premier couplage et à la vitesse 1,333 pour le deuxième couplage*
On vérifiera aisément que la puissance maximum au commutateur serait augmentée théoriquement de 50 % si on voulait réaliser les marnes puis- sances pour les marnes vitesses avec le procédé habituel comportent un seul couplage au stator.
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Le dispositif faisant l'objet de l'invention présente encore un entre avantage : il permet de prendre pour les mêmes vitesses un nombre de pôles plus élevé et par conséquent d'augmenter le maximum de puissance réalisable avec cette gamme de vitesses*
Il est évident qu'on peut faire varier le nombre n en conservent plus ou moins les avantages du système. On peut aussi faire sur le circuit se- condaire plusieurs couplages différents permettant d'utiliser au mieux la capa- cité du collecteur.
Il faudra, dans ce cas, dimensionner convenablement les sections de cuivre du circuitsecondaire.
On pourra également, dans le même esprit, assurer le réglage à l'aide d'un transformateur à rapport de transformation variable ou d'un régu- lât sur d'induction.
Les dispositions faisant l'objet de l'Invention qui ont été apposées en vue de leur applicationà un moteur devant fonctionner à puissance constante sout également applicables lorsque la puissance varie en fonction de la vitasso suivant une loi quelconque, mais tout particulièrement lorsque le coupla dimi- nue quand la vitesse augmente et leur intérêt est d'autant plus marqué que la décroissance relative du coupla est plus rapide.
L'invention s'applique, naturellement, à toutes les formes de réali- sation de la machine à collecteur ayant fait l'objet du br3vet No 438.090 men- tionné plus haut; elle s'applique également aux groupes à collecteur qui lui sont, équivalents, ces groupes pouvant être constitués par l'accouplement mécani- que et électrique d'un moteur d'induction avec un changeur de fréquence; dans ce cas, la force électromotrice du changeur de fréquence, qui peut, elle aussi être réglée par décalage de balais, est introduite de la même manière dans le circuit secondaire du moteur d'induction.